Stabiliteitsanalyse zandeilanden Fugro 23sept19
Tekst van het document
Stabiliteitsanalyse zandeilanden Vinkeveense Plassen Documentnummer: 1204-0048-010 Versie: 4.0 Datum: 23 september 2019
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
Opdrachtgever
Gemeente De Ronde Venen Postbus 250 3640 AG Mijdrecht
Opdrachtnemer
Fugro NL Land B.V. Blaeulaan 60A, 3528 AD Utrecht Postbus 63, 2260 AB Leidschendam, Nederland Tel.: 030-6018175
Projectleider
ir. W.R. Halter Principal Consultant
Versiebeheer
1.0
Tussenrapport / bespreekversie
L.C. Grazell
W.R. Halter
W.R. Halter
13 juni 2019
2.0
Concept rapportage
L.C. Grazell
W.R. Halter
W.R. Halter
28 juni 2019
3.0
Concept rapportage
L.C. Grazell
W.R. Halter
W.R. Halter
25 juli 2019
4.0
Definitieve rapportage
L.C. Grazell
W.R. Halter
W.R. Halter
23 september 2019
Rev
Omschrijving
Gecontroleerd
Goedgekeurd
Opgesteld
Datum
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
INHOUDSOPGAVE
SAMENVATTING 1.
INLEIDING
1
1.1
Projectbeschrijving
1
1.2
Beschikbare informatie
2
1.3
Scope
3
1.4
Leeswijzer
3
2.
UITGANGSPUNTEN
4
2.1
Normen en richtlijnen
4
2.2
Geometrie
4
2.3
Bodemopbouw
6
2.4
Risicoklasse en stabiliteitseis
7
2.5
Grondparameters
7
2.6
(Grond)waterstanden
8
2.7
Bovenbelastingen
8
3.
STABILITEITSANALYSE
9
3.1
Inleiding
9
3.2
Analyse profielen en oeverlijn
9
3.2.1
Huidige situatie
9
3.2.2
Verschilanalyse met eerdere metingen (zie bijlage E)
11
3.3
Algemene beschouwing taludstabiliteit van zandwinputten
13
3.4
Macrostabiliteit
14
3.4.1
Schematisering
14
3.4.2
Rekenresultaat
14
3.4.3
Gevoeligheidsanalyse
15
3.5
Verwekingsvloeiing en bresvloeiing
16
3.5.1
Analyse o.b.v. relatieve dichtheid
16
3.5.2
Eenvoudige toets conform CUR113, verwekingsvloeiing
17
3.5.3
Beoordeling kans op zettingsvloeiing (CUR113)
18
3.5.4
Beoordeling bresvloeiing (CUR113)
19
4.
EFFECTENANALYSE
21
4.1
Inleiding
21
4.1.1
Macrostabiliteit: inscharingslengte o.b.v. [TRAS,2009]
21
4.1.2
Verwekingsvloeiing: inscharingslengte o.b.v. CUR113
22
4.1.3
Globale vertaling inscharingslengte Eiland 2 – 12
24
4.1.4
Conclusie inscharingslengte
25
5.
CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN
26
5.1
Conclusies
26
5.2
Aanbevelingen
27
5.3
Beantwoording van vragen van omwonenden
27
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
i
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
BIJLAGEN A.
GRONDONDERZOEK
B.
OVERZICHTSKAARTEN EN PROFIELEN HOOGTEANALYSE
B.1
Detailkaarten en dwarsprofielen 2
B.2
Detailkaarten en dwarsprofielen 2
C.
RESULTATEN BEREKENING MACROSTABILITEIT
C.1
Eiland 1
C.2
Eiland 2
D.
SONDERINGEN MET RELATIEVE DICHTHEID
E.
VERSCHILKAARTEN
E.1
Verschilkaart AHN2 – AHN3
E.2
Verschilkaart AHN2 – AHN 3 – Eiland 1
E.3
verschilkaart lodingen 2005 minus lodingen 2018
E.4
verschilkaart lodingen 2005 minus 2018 (extreme waarden)
F.
LOCATIE DWARSPROFIELEN
F.1
Eiland 1 – 12
F.2
Eiland 7 & 8
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
ii
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
SAMENVATTING
In de Vinkeveense Plassen bevinden zich twaalf zandeilanden. Deze zijn circa 50 jaar geleden als veiligheidsbuffer aangelegd om de oever van de Vinkeveense Plassen te beschermen tegen golfafslag. In dit onderzoek is de taludstabiliteit bij deze eilanden beschouwd. De Vinkeveense Plassen zijn ruim 50 m diep. De taludhellingen variëren tussen 1 : 4 en 1 : 8 tot 200 à 300 m uit de oever. Daarna vlakt het af. Waterdieptemetingen uit 2018 rondom Eiland 8 zijn vergeleken met waterdieptemetingen uit 2015. Daarnaast zijn hoogtemetingen op de eilanden met elkaar vergeleken. Uit deze verschilanalyses blijkt dat er geen sprake is van grootschalige grondvervormingen. Op Eiland 1 is grondonderzoek uitgevoerd om tot een diepte van circa 35 m de bodemopbouw en de pakkingsdichtheid van de aanwezige zandlagen te verkennen. De resultaten van dit grondonderzoek zijn gebruikt in stabiliteitsberekeningen. Instabiliteit van het onderwatertalud bij Eiland 1 kan niet worden uitgesloten, maar de kans hierop is aanvaardbaar klein. Hierbij is meegewogen dat sinds 1975 geen grootschalige afschuivingen bij de zandeilanden zijn waargenomen. Een taludinstabiliteit zou alleen kunnen leiden tot een oeverinscharing op het onbewoonde Eiland 1 en heeft sowieso geen gevolgen voor het bewoonde vaste land achter dit eiland.
De resultaten van de stabiliteitsanalyse van Eiland 1 kunnen beperkt worden doorvertaald naar de andere zandeilanden, omdat daar geen grondonderzoek is gedaan. Het is aannemelijk dat de bodemopbouw min of meer vergelijkbaar is, omdat alle eilanden gelijktijdig en met hetzelfde doel zijn aangelegd. In dat geval zouden de stabiliteitsrisico’s vergelijkbaar zijnmet Eiland 1. Maatregelen ter vergroting van de stabiliteit van de onderwatertaluds van de zandeilanden worden niet noodzakelijk geacht. Het wordt wel aangeraden om elke paar jaar een waterdieptemeting in de plas uit te voeren en deze te vergelijken met eerdere metingen. Op deze manier kunnen eventuele veranderingen in de onderwatertaluds vroegtijdig worden gesignaleerd. Als er in de toekomst wordt overwogen om ontwikkelingen toe te staan op de eilanden, dan dient een maatwerkbeschouwing te worden gedaan van de mogelijke effecten op de veiligheid. Ontwikkeling van de eilanden zal mogelijk gepaard gaan met (bouw)activiteiten zoals ophogingen en het installeren van funderingspalen en damwanden. Dit kan gepaard gaan met trillingen en andere belastingen die een lagere taludstabiliteit veroorzaken. Bovendien zal ontwikkeling van de eilanden leiden tot een hogere economische waarde en de aanwezigheid van meer personen. De toelaatbare kans op taludinstabiliteit wordt daardoor kleiner.
De risico’s kunnen op voorhand worden beperkt door alleen uit te gaan van kleine, lichte bouwwerken (éénlaags, houten constructie, op staal gefundeerd, etc.), alleen tijdelijk verblijf / geen permanente bewoning en lichte beschoeiingen (zoals nu ook al worden toegepast).
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
iii
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
1.
INLEIDING Fugro NL Land B.V. te Utrecht kreeg op 12 april 2019 van Gemeente De Ronde Venen de opdracht voor het uitvoeren van een stabiliteitsanalyse van de zandeilanden Vinkeveense Plassen. In dezelfde aanvraag is ook een grondonderzoek opgegeven. Deze is voorafgaand aan de stabiliteitsanalyse uitgevoerd en is gerapporteerd in bijlage A.
1.1
Projectbeschrijving De Vinkeveense Plassen zijn in de 17e eeuw ontstaan door turfwinning. In de twintigste eeuw zijn de plassen aan de noordwestkant verdiept in verband met grootschalige zandwinning. Dit heeft ertoe geleid dat de plassen lokaal circa 50 m diep zijn. Ter bescherming van de oevers rondom het diepe deel van de Vinkeveense Plassen tegen golfafslag zijn 12 zandeilanden aangelegd. Er is bij omwonenden sprake van bezorgdheid over de stabiliteit van de zandeilanden. Aanleidingen zijn:
In 1975 heeft bij Eiland 8 een grootschalige instabiliteit plaatsgevonden, waardoor een deel van het eiland onder water is verdwenen. Dit heeft aangetoond, dat een instabiliteit grote gevolgen kan hebben. Hoewel dit destijds direct verband leek te hebben met zandwinningswerkzaamheden, is men er niet gerust op dat dit niet weer kan gebeuren.
Duikers melden holtes onder en in de nabijheid van de zandeilanden. Bovendien is door omwonenden waargenomen dat de oevers van Eiland 2 plaatselijk relatief steil zijn.
Mogelijk worden de zandeilanden in de nabije toekomst verder ontwikkeld. Dit kan leiden tot een extra belasting op de eilanden, die ongunstig is voor de taludstabiliteit. Dit wordt bevestigd door berichten van omwonenden, dat er drijfzand is waargenomen bij de ophoging van het strand van Eiland 2. De ontwikkeling van de zandeilanden kan verder leiden tot de aanwezigheid van meer mensen en een verhoging van de economische waarde, waardoor de negatieve gevolgen van een instabiliteit groter zouden worden.
De stabiliteit van de zandeilanden is in 2005 onderzocht door Fugro en in 2018 door De Aquanoom. Hieruit volgen geen signalen, die erop wijzen dat na 1975 nog meer grootschalige afschuivingen zijn opgetreden. Daarnaast is vastgesteld dat het stabiliteitsrisico niet significant is veranderd, omdat er geen opvallende veranderingen zijn waargenomen. Deze onderzoeken hadden echter een aantal belangrijke beperkingen:
Ze beschouwen niet alle zandeilanden. Het onderzoek van De Aquanoom omvatte het hele gebied, maar het Fugro-onderzoek was alleen gericht op Eiland 8.
Er zijn alleen kwalitatieve stabiliteitsbeschouwingen uitgevoerd. De stabiliteitsrisico’s zijn niet gebaseerd op berekeningen en lokaal grondonderzoek.
Er kon in beide onderzoeken geen nauwkeurige uitspraak worden gedaan over de verandering van het onderwaterprofiel, omdat een vergelijk is gemaakt met relatief grove dieptelijnenkaarten uit 1975 of 1976.
Het doel van dit onderzoek is om de risico’s van instabiliteit van de zandeilanden en de mogelijke gevolgen te bepalen. In de conclusies en aanbevelingen zal daarbij nog specifiek worden ingegaan op enkele zorgen die door omwonenden zijn geformuleerd.
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
1
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
De stabiliteit van alle 12 de eilanden wordt in deze analyse beschouwd. De stabiliteitsanalyse bestaat uit de volgende onderdelen:
(Verschil)analyse lodingen en hoogtemetingen
Analyse macro-instabiliteit
Analyse verwekingsvloeiing
Analyse bresvloeiing
Figuur 1-1: Luchtfoto zandeilanden Vinkeveense Plassen (bron: Google Earth)
1.2
Beschikbare informatie Door de opdrachtgever is de volgende informatie beschikbaar gesteld:
Evaluatierapport saneringsmaatregelen zandeiland 1 in de Vinkeveense Plassen [2001 / 2005].
Onderzoek stabiliteit zandeilanden Noordplas te Vinkeveen, De Aquanoom [2018].
Vragen van omwonenden aan de Gemeente De Ronde Venen [2018].
Dit rapport is gebaseerd op deze, en andere door derden verstrekte, gegevens. De volledig en juistheid zijn in het kader van dit onderzoek niet door Fugro beoordeeld.
In het Fugro-archief is de volgende informatie beschikbaar:
Nieuwbouw defosfateringsinstallatie Vinkeveense Plassen te Ronde Venen [1996].
Stabiliteitsonderzoek taluds van zandeiland 8 in de Vinkeveense Plassen [2005].
Rapportage grondonderzoek betreffende “De Plasmolen” Gebouw C te Vinkeveen [2009].
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
2
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
1.3
Scope Het advies wordt gebaseerd op de reeds beschikbare informatie en het recentelijk uitgevoerd grondonderzoek d.d. 6-6-2019.
1.4
Leeswijzer Voorliggend rapport gaat in op de volgende onderdelen:
Overzicht van de relevante uitgangspunten voor de analyses en berekeningen (hoofdstuk 2)
Analyse/berekening van de huidige stabiliteit (hoofdstuk 3)
Effectenanalyse (hoofdstuk 4)
Conclusies en aanbevelingen (hoofdstuk 5)
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
3
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
2.
UITGANGSPUNTEN Voor het opstellen van de verkennende berekeningen van de stabiliteit van het talud zijn de verschillende uitgangspunten en aannamen van belang. Deze worden in dit hoofdstuk beschreven en toegelicht.
2.1
Normen en richtlijnen Voor het opstellen van het advies zijn de volgende normen en richtlijnen in acht genomen: [NEN 9997-1, 2011]
Geotechnisch ontwerp van constructies – Deel 1, algemene regels, december 2011.
[NEN 1990]
Eurocode: Grondslag van het constructief ontwerp, NEN, 2011.
[NEN 8700]
Nederlandse Norm 8700: Beoordeling aan de constructieve veiligheid van een bestaand bouwwerk bij verbouw en afkeuren – Grondslagen, 2011.
[WBI,2017]
Wettelijk
Beoordelings
Instrumentarium,
Schematiseringshandleiding
Zettingsvloeiing, 2017.
2.2
[CUR 113]
CUR-aanbeveling 113, Oeverstabiliteit bij zandwinputten, CUR, Gouda, 2008.
[TRAS 2009]
Technishc Rapport Actuele Sterkte, ENW, 2009.
Geometrie De huidige geometrie van het maaiveld, waterkering en onderwaterprofiel is gebaseerd op de inmetingen zoals opgenomen in het Algemeen Hoogtebestand van Nederland [AHN3] en lodingen uit 2018. Voor de analyse zijn er 12 maatgevende dwarsprofielen gekozen; één per eiland. Deze profielen 1 t/m 12 zijn weergegeven in figuur 2-1. Het wordt opgemerkt, dat er gegevens ontbreken rond de waterlijn over een afstand van circa 20 m. Deze zone was te ondiep voor lodingen vanuit een schip
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
4
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
Figuur 2-1: Locatie van ingemeten profielen [AHN3]
Voor de berekeningen van macrostabiliteit, verwekingsvloeiing en bresvloeiing wordt ‘profiel Eiland 1’ aangehouden. Dit profiel is gekozen, omdat hier het grondonderzoek is uitgevoerd. De steilere taludhelling aan de bovenzijde van het onderwatertalud, die bij profiel Eiland 2 is gevonden, zal worden meegenomen als een gevoeligheidsanalyse (zie figuur 2-2). De punten tussen inmetingen van AHN3 en de lodingen konden niet worden ingewonnen. Aangezien AHN geen hoogtes kan inmeten ter plaatse van water wordt verondersteld, dat deze locaties onder (ondiep) water liggen. Als inschatting is een lineaire interpolatie tussen de twee punten aangehouden. Dit resulteert op deze locatie in een flauw talud van 1:9, zie figuur 2-3.
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
5
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
Figuur 2-2: Geometrie van profiel Eiland 1 en 2
AHN3 data
aangevuld
lodingen
Figuur 2-3: Geometrie van profiel twee aangevuld tussen AHN3 data en lodingen
2.3
Bodemopbouw De bodemopbouw is gebaseerd op het recent uitgevoerde grondonderzoek op Eiland 1 [d.d. 6 juni 2019], zie bijlage A. Op Eiland 1 kon relatief eenvoudig grondonderzoek worden uitgevoerd vanaf het land, omdat deze met twee bruggen verbonden is met het vaste land. Deze bruggen zijn sterk genoeg voor een minisondeerrups (in tegenstelling tot de brug tussen Eiland 1 en 2). Het grondonderzoek op De stabiliteit van Eiland 1 is van relatief groot belang ten opzichte van de andere zandeilanden, omdat het vaker wordt bezocht en omdat het een ‘buffer’ vormt tussen de diepe plas en het buurtschap Plaswijk. Sondering DKM3 is als maatgevend aangehouden; hier is de veenlaag het dikst is en bevindt zich er een dunnere kleilaag boven de veenlaag. De geschematiseerde bodemopbouw is weergegeven in Tabel 2-1.
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
6
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
Tabel 2-1: Globale bodemgesteldheid Eiland 1 Bovenkant laag [m NAP]
Onderkant laag [m NAP]
Laagdikte [m]
-1,2
-6,5
5,3
ZAND, los gepakt
Bodembeschrijving
-6,5
-7,5
1,0
KLEI, humeus
-7,5
-9,75
2,25
VEEN
-9,75
-12,0
2,25
ZAND, los gepakt
-12,0
-16,5
4,5
ZAND, matig gepakt
-16,5
-19,0
2,5
ZAND, vast gepakt
-19,0
-36,0
17,0
ZAND, matig tot vast gepakt
-36,0
2.4
Maximaal verkende diepte
Risicoklasse en stabiliteitseis De Vinkeveense Plassen worden conform de criteria, gegeven in [NEN1990], ingedeeld in Risicoklasse (Gevolgenklasse) RC1/CC1 op basis van het huidige gebruik. Bij falen van de taluds gaat het om geringe gevolgen ten aanzien van het verlies van mensenlevens en kleine of verwaarloosbare economische gevolgen, omdat de eilanden op dit moment niet permanent bewoond worden en nauwelijks bebouwd zijn. Conform [NEN 9997-1, 2017] moet de grondconstructie voldoen aan een veiligheidsfactor van S.F.=1,0.
2.5
Grondparameters De grondeigenschappen voor de zandlagen zijn herleid uit [NEN 9997-1, 2017] Tabel 2.b. De volumieke gewichten
en
sterkteparameters
van
de
klei-
en
veenlaag
zijn
in
eerder
uitgevoerd
laboratoriumonderzoek bepaald [Nieuwbouw defosfateringsinstallatie Vinkeveense Plassen te Ronde Venen;
document
nr.:
1999_D07439010_rap_0001].
De
karakteristieke
waarden
van
de
grondparameters zijn opgenomen in Tabel 2-2. Tabel 2-2: Karakteristieke waarden sterkteparameters Grondsoort [-]
γ/γ sat
ϕ
[kN/m3]
c' [kPa]
[°]
10,0/10,5
5,0
17,5
VEEN
9,1/10,5
3,0
15,0
ZAND, los gepakt
17,0/19,0
0
30,0
ZAND, matig gepakt
18,0/20,0
0
32,5
ZAND, vast gepakt
20,0/22,0
0
35,0
KLEI, humeus
Opmerkingen: γ en γ sat = volumiek gewicht; sat = verzadigd c' = effectieve cohesie ϕ’ = effectieve hoek van inwendige wrijving
De rekenwaarden voor de grondparameters zijn verkregen door de representatieve waarden te delen door de materiaalfactoren conform tabel A.4a uit [NEN 9997-1, 2011], zie Tabel 2-3.
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
7
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
Tabel 2-3: Materiaalfactoren en rekenwaarden sterkteparameters
Grondsoort [-]
Materiaalfactoren
Rekenwaarden sterkteparameters
γ γ/γsat
γ c'
γ tanϕ’
γ/γ sat
[-]
[-]
[-]
[kN/m3]
c' [kPa]
[°]
ϕ
KLEI, humeus
1,0
1,3
1,2
10,0/10,5
3,8
14,72
VEEN
1,0
1,3
1,2
9,1/10,5
2,3
12,59
ZAND, los gepakt
1,0
1,3
1,2
17,0/19,0
0,0
25,69
ZAND, matig gepakt
1,0
1,3
1,2
18,0/20,0
0,0
27,96
ZAND, vast gepakt
1,0
1,3
1,2
20,0/22,0
0,0
30,26
Opmerkingen: γ en γ sat = volumiek gewicht; sat = verzadigd c' = effectieve cohesie ϕ’ = effectieve hoek van inwendige wrijving
2.6
(Grond)waterstanden Het waterpeil is tijdens het grondonderzoek d.d. 3 juni 2019 vastgesteld op NAP -2,14 m. De freatische grondwaterstand (gemeten in DKMP1 en DKMP4) is aangetroffen op NAP -1,92 m en NAP -2,51 m. Voor de stabiliteitsberekening is de hoogste grondwaterstand, NAP -1,92 m als maatgevend aangehouden.
2.7
Bovenbelastingen Voor maatgevende omstandigheden wordt gemodelleert dat de bodem ongedraineerd reageert op de bovenbelasting van 7,5 kN/m2 over een breedte van 2,5 m. Dit is gebaseerd op het voorkomen van gemotoriseerd verkeer op de weg. Dit is een veilig uitgangspunt, omdat de eilanden slecht bereikbaar zijn voor voertuigen. De minimale afstand tussen de weg en insteek Vinkeveense Plassen is circa 10 m.
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
8
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
3.
STABILITEITSANALYSE
3.1
Inleiding Als onderdeel van de stabiliteitsanalyse zijn huidige en historische oeverlijnen en dwarsprofielen beschouwd en vergeleken (zie paragraaf 3.2). Daarnaast is de kans op instabiliteit door drie verschillende faalmechanismen beschouwd:
Macro-instabiliteit (zie paragraaf 3.4). Dit is instabiliteit van een afschuivende grondmoot. Teneinde de stabiliteit te beoordelen zijn stabiliteitsberekeningen uitgevoerd met het rekenprogramma DGeoStability. Dit programma beschouwt de stabiliteit van glijvlakken in gelaagde grondmassieven, volgens onder meer de methode 'Bishop', rekening houdend met bovenbelastingen en waterdrukken.
Verwekingsvloeiing (zie paragraaf 3.5). Dit is het bezwijken van het talud door plotseling wegstromen van verweekt zand. Hiertoe is de verwekingsgevoeligheid van zandlagen bepaald op basis van de relatieve dichtheid, die uit de sondering wordt afgeleid met de Methode Baldi. Daarnaast is de kans op verwekingsvloeiing berekend aan de hand van de methodiek zoals beschreven in de Schematiseringshandleiding Zettingsvloeiing en CUR-aanbeveling 113.
Bresvloeiing (zie paragraaf 3.5). Dit is het bezwijken van een talud door gestaag wegstromen van zandlagen, gevoed door een steil stroomopwaartse bewegende verstoring. De kans op bresvloeiing is ook berekend aan de hand van de methodiek zoals beschreven in de Schematiseringshandleiding Zettingsvloeiing en CUR-aanbeveling 113.
3.2
Analyse profielen en oeverlijn In deze paragraaf is de beschikbare hoogtedata van de Vinkeveense Plassen geanalyseerd. Er zijn 4 waterdieptemetingen beschikbaar:
Dieptelijnenkaarten uit 1976.
Dieptelijnenkaarten uit 1977.
Multibeampeilingen uit 2005 (deel van de plas rondom Eiland 8).
Multibeampeilingen uit 2018.
Daarnaast zijn maaiveldmetingen van het Algemeen Hoogtebestand van Nederland beschouwd. Eerst is de meest recente meting beschouwd. Vervolgens is beoordeeld of er verschillen zijn opgetreden ten opzichte van eerdere metingen. In de paragrafen 3.4 en 3.5 wordt op basis van deze hoogtedata de taludstabiliteit geanalyseerd.
3.2.1
Huidige situatie Waterbodem Het waterbodemverloop van de plas is gebaseerd op de meest recente loding die beschikbaar is uit 2018. Het laagste deel van de plas ligt op NAP -54 m. Voor alle 12 eilanden is op basis van de waterdieptekaart bepaald waar het onderwaterprofiel het steilst is. Daar is een dwarsprofiel gegenereerd, zie figuur 3-1 en appendix F1. De taludhellingen variëren tussen 1 : 4 en 1 : 8 tot 200 à 300 m uit de oever. Daarna vlakt het af. Het profiel bij Eiland 12 is het steilst. Er is geen sprake van een gelijkmatig verloop van de taluds tot de bodem van de plas. Lokaal is er sprake van zandruggen.
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
9
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
Profiel_loding_2018 Afstand (m)
Diepte (m tov nap)
0,00 -10,00 0,00
100,00
200,00
300,00
400,00
500,00
600,00
-20,00 -30,00 -40,00 -50,00 -60,00
700,00
800,00
Profiel 1 Profiel 2 Profiel 3 Profiel 4 Profiel 5 Profiel 6 Profiel 7 Profiel 8a Profiel 8b Profiel 9 Profiel 10 Profiel 11 Profiel 12
Figuur 3-1 Maatgevende onderwaterprofielen per eiland - Let op: horizontale en verticale schaal zijn ongelijk. Daardoor is het getekende talud steiler dan in de werkelijkheid.
Duikers melden holtes onder en in de nabijheid van de zandeilanden. Er zijn geen details bekend over de ligging, aantallen en de omvang van deze holtes. Op basis van verkennende berekeningen met boogwerkingsformules is aangenomen, dat het om kleinschalige holtes gaat met een maximale doorsnede van 0,5 à 1 m, omdat grotere holtes in zand niet open blijven staan. Waarschijnlijk betreft het openstaande holtes of richels tussen kleiige/humeuze en zandige grondlagen, die weinig effect hebben op de totale samenhang van het onderwatertalud. Dit soort zaken kunnen niet in waterdieptemetingen worden teruggevonden, omdat alleen de bovenkant van de waterbodem in kaart wordt gebracht er niet in de ondiepe zone direct naast de eilanden is gemeten. Er is specifiek naar de onderwateroever bij Eiland 2 gekeken, omdat door omwonenden is aangegeven dat deze op twee plaatsen relatief steil is, zie onderstaand figuur.
Figuur 3-2 Onderwatertoevoer Eiland 2
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
10
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
Uit deze zelfde waterdieptemeting van 2018 is een detailkaart gegeneerd van deze locatie met dwarsprofielen (zie bijlage B1). Daaruit volgt dat op twee locaties het onderwatertalud over de bovenste 7 m een helling heeft van circa 1 : 2. Dat is relatief steil in vergelijking met het algemene beeld in de plas. Lager in het talud neemt de helling weer de vorm aan van de flauwere taluds in de omgeving (1 : 4 à 1 : 5). In paragraaf 3.4.3. wordt uitgelegd, wat dit betekent voor de stabiliteit. Maaiveld Het maaiveldniveau van de eilanden varieert tussen NAP -1,0 en NAP - 2,0 m.
3.2.2
Verschilanalyse met eerdere metingen (zie bijlage E) Waterbodem In eerdere onderzoeken zijn waterdieptemetingen uit de jaren ’70 van de vorige eeuw vergeleken met waterdieptemetingen uit 2005 of 2018. Daarbij is geconstateerd dat een nauwkeurige vergelijking niet mogelijk is, omdat de dieptelijnenkaarten uit de jaren ’70 een beperkt detailniveau hebben. Er zijn toen geen grootschalige zandverplaatsingen (meer dan 1 m) gemeten. Bij Fugro zijn lodingen beschikbaar uit 2005 rondom Eiland 8. De dwarsprofielen van deze lodingen staan weergegeven in Figuur 3-3 en appendix F2. De lodingprofielen zijn opgenomen in bijlage B2. Deze zijn vergeleken met de lodingen van de volledige plas van De Aquanoom uit 2018. Beide metingen zijn nauwkeurig (meetnauwkeurigheid 0,1% van de diepte, bron www.bodemrichtlijn.nl) en een verschilkaart geeft daardoor goed de veranderingen in de tussenliggende periode weer.
Figuur 3-3 Dwarsprofiele lodingen rondom Eiland 8, 2005
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
11
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
Uit de verschilmetingen blijken geen grootschalige grondvervormingen. Dat kan als volgt worden toegelicht:
Op de meeste plekken wordt een afname van de plasdiepte gemeten. De plas is maximaal 1 m ondieper geworden. Dit kan komen door aanslibbing. Een systematische meetonnauwkeurigheid ligt echter meer voor de hand, omdat het fenomeen overal gelijkmatig optreedt.
De verschillen op grotere diepte zijn groter dan op kleinere diepte. In figuur 3-4 is te zien, dat de gemiddelde afwijking tussen 2005 en 2018 circa 1,5% is. Op 10 m diepte is dit een absoluut verschil van 0,15 m, maar op 50 m diepte is dit 0,75 m. De verschillen tussen 2005 en 2018 lijken vooral te zijn veroorzaakt door de beperktere absolute meetonnauwkeurigheid op grotere diepte en een onnauwkeurigere vergelijking van de data op grotere afstand van de oever.
Figuur 3-4 Gemiddelde afwijking bodem tussen 2005 en 2018
Voor de noordelijke oever van Eiland 8 zijn tussen 2005 en 2018 enkele putten ontstaan. Deze zijn zichtbaar als rode vlekken in de verschiltekening (zie figuur 3-3) en als 6 m diepe put in dwarsprofiel 2 (zie bijlage B.2). Baggerwerk is hiervoor een mogelijke verklaring. Het lijkt geen verzakking, omdat de grond elders in de loding niet is terug te vinden. Maaiveld In 2010 zijn de hoogte van het maaiveld vanuit de lucht gemeten en vastgelegd in het Algemeen Hoogtebestand van Nederland 2 (AHN 2). In 2014/2015 is nogmaals een meting uitgevoerd: het Algemeen Hoogtebestand van Nederland 3 (AHN 3). Als er in die periode sprake is geweest van grootschalige oeverafkalvingen of maaiveldverzakkingen, dan zou dit zichtbaar moeten zijn. Beide metingen hebben een nauwkeurigheid van enkele centimeters. Er is zowel een verschilkaart gemaakt van alle eilanden als een detailkaart van Eiland 1 (zie Figuur 3-5). Langs de oevers is sprake van verlagingen van enkele decimeters tot circa 1 m (donkergroen). Dit wordt Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
12
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
deels veroorzaakt door veranderingen in het terrein, zoals de aanleg van strandjes en veranderingen in begroeiing. Deze twee strandjes en de begroeiing zijn op de luchtfoto zichtbaar. Een geringe lokale verschuiving van de oeverbescherming kan echter niet worden uitgesloten. Deze meetmethode geeft hierover geen uitsluitsel.
Figuur 3-5 Verschil- en detailkaart Eiland 1
3.3
Algemene beschouwing taludstabiliteit van zandwinputten Het beschouwde noordwestelijke deel van de Vinkeveense Plassen is aangelegd als een zandwinput. Bij de vormgeving van zandwinputten gelden tegenstrijdige belangen tussen economische opbrengst en veiligheid. Bij steile taluds en grote waterdieptes kan er het meeste zand worden gewonnen en is de economische opbrengst maximaal. Hoe steiler de taluds en hoe groter de waterdieptes zijn, hoe lager echter de taludstabiliteit is en daarmee de veiligheid. In het verleden golden minder strenge veiligheidseisen dan nu. Daarom zijn toen door het bevoegd gezag vergunningen afgegeven voor het graven van onderwatertaluds bij zandwinputten, die dermate steil zijn dat ze nu veelal niet meer aan de stabiliteitseisen voldoen. Dit wordt veelal maatschappelijk geaccepteerd, omdat:
De grootste risico’s gerelateerd zijn aan baggerwerkzaamheden, die nu niet meer plaatsvinden.
Er rondom een zandwinput veelal een beperkte economische bedrijvigheid en aanwezigheid van personen is. De zandeilanden bij Vinkeveense Plassen zijn destijds bijvoorbeeld aangelegd als ‘ veiligheidsbuffer’.
Dit neemt niet weg, dat het zinvol is om een maatwerkbeschouwing te doen van de taludstabiliteit van een specifieke zandwinput. De werking van de zandeilanden bij de Vinkeveense Plassen als veiligheidsbuffer kan worden vergeleken met de Nederlandse strand- en duinenkust, die ook als veiligheidsbuffer fungeert. In beide gevallen wordt een achterliggend gebied beschermt tegen belastingen vanuit een grote waterpartij. In beide gevallen worden er beperkte ontwikkelingen toegestaan in de veiligheidsbuffer om risico’s te beperken. Zo is het niet toegestaan om permanent op het strand te wonen, omdat het risico op schade aan zo’n woning te groot zijn, nog los van de veiligheidsrisico’s voor bewoners bij een stormvloed. De
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
13
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
ontwikkelingen die wel worden toegestaan, zijn zodanig dat de risico’s voldoende beperkt zijn. Een goed voorbeeld hiervan is een demontabele, houten strandtent op palen.
3.4
Macrostabiliteit
3.4.1
Schematisering Op basis van de uitgangspunten in hoofdstuk 2 is de macrostabiliteit van het profiel van Eiland 1 berekend, zie figuur 3-6. Er zijn voor het profiel van Eiland 1 vier berekeningen uitgevoerd: één voor het bovenste gedeelte van het profiel, twee voor een steiler gedeelte van het middentalud en één voor het ondertalud.
boventalud middentaluds 1 2 ondertalud
Figuur 3-6: invoer DGeostability Eiland 1 (macrostabiliteit) - Let op: horizontale en verticale schaal zijn ongelijk. Daardoor is het getekende talud steiler dan in de werkelijkheid.
3.4.2
Rekenresultaat De resultaten voor de uitgevoerde berekeningen zijn opgenomen in Tabel 3-1. Hieruit volgt, dat het bovenste en middelste gedeelte van het profiel wel aan de geëiste stabiliteitseis voldoet. Het ondertalud voldoet niet aan de geëiste stabiliteitseis, want de berekende stabiliteitsfactor is kleiner dan 1. De berekende instabiele glijcirkel betreft hier echter een vrij ondiepe glijcirkel. De stabiliteitsfactor van < 1,0 kan worden verklaard door het feit dat het een zandlaag betreft (cohesie van 0 kPa) met een vrij steile helling. Omdat het een ondiepe glijcirkel betreft is het de verwachting dat de gevolgen van de daadwerkelijke afschuiving beperkt blijven (micro-instabiliteit). Een afschuiving zou echter wel een mogelijke zettingsvloeiing in gang kunnen brengen. Mede daarom is de kans op zettingsvloeiing gekwantificeerd. Tabel 3-1: Rekenresultaat macrostabiliteit Talud
Vereiste stabiliteitsfactor
Berekende stabiliteitsfactor
Boventalud
1,0
2,59
Voldoet wel
Middentalud 1 (hoogst gelegen)
1,0
1,83
Voldoet wel
Midden talud 2 (laagst gelegen)
1,0
3,00
Voldoet wel
Ondertalud
1,0
0,48
Voldoet niet, maar gevolgen van instabiliteit zijn beperkt
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
Voldoet?
14
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
In figuur 3-7 is de safety overview opgenomen van het ondertalud. Bij de safety overview zijn glijcirkels met een factor <1,0 in rood weergegeven. De safety overviews van de overige drie berekeningen zijn opgenomen in bijlage C.
Figuur 3-7: Resultaat stabiliteit ondertalud Eiland 1. In rood: glijcirkels met S.F.<1,0; in oranje: 1,0 ≤ SF ≤ 1,5; in rood: SF > 1,5 - Let op: horizontale en verticale schaal zijn ongelijk. Daardoor is het getekende talud steiler dan in de werkelijkheid.
3.4.3
Gevoeligheidsanalyse Eiland 1 is als uitgangspunt gekozen voor de stabiliteitsanalyse, omdat hier het grondonderzoek is uitgevoerd. Uit de dwarsprofielen blijkt echter dat het middentalud van Eiland 2 lokaal steiler is dan dat van Eiland 1: respectievelijk 1:2 en 1:4 (zie paragraaf 3.2.1). Er is daarom voor gekozen om een gevoeligheidsanalyse uit te voeren op de stabiliteitsanalyse van Eiland 1 met het talud van Eiland 2. Daaruit blijkt een gelijksoortige beeld met betrekking tot macrostabiliteit, zie onderstaande tabel. Tabel 3-2 Rekenresultaat macrostabiliteit Talud
Vereiste stabiliteitsfactor
Berekende stabiliteitsfactor
Boventalud
1,0
2,60
Voldoet wel
Middentalud 1 (hoogst gelegen)
1,0
1,40
Voldoet wel
Midden talud 2 (laagst gelegen)
1,0
1,91
Voldoet wel
Ondertalud
1,0
0,78
Voldoet niet, maar gevolgen van instabiliteit zijn beperkt
Voldoet?
In figuur 3-8 is de safety overview opgenomen van het ondertalud Eiland 2. Ook hier betreft het wederom een ondiepe glijcirkel. De gevolgen van de macro-instabiliteit zelf zijn beperkt, maar de optredende trillingen kunnen bijdragen in het op gang brengen van een zettingsvloeiing. Dit wordt in de volgende paragraaf besproken.
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
15
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
Figuur 3-8 Resultaat ondertalud Eiland 2. In rood: glijcirkels met S.F. <1,0; in oranje: 1,0 ≤ SF ≤ 1,5; in rood: SF > 1,5 - Let op: horizontale en verticale schaal zijn ongelijk. Daardoor is het getekende talud steiler dan in de werkelijkheid.
3.5
Verwekingsvloeiing en bresvloeiing Voor het beoordelen van de verwekingsvloeiing en bresvloeiing zijn een aantal analyses uitgevoerd:
Analyse taluds op basis van relatieve dichtheid (conform Baldi 1982),
Eenvoudige toets conform CUR113 (Bepalen relatieve dichtheid conform Baldi 1982, en geometriecriterium), §3.4.1.
3.5.1
Analyse o.b.v. relatieve dichtheid Een eerste simpele beoordeling op de gevoeligheid van verweking kan gemaakt worden door de relatieve dichtheid van de ondergrond te beoordelen. Hierbij geldt:
Relatieve dichtheid < 33%
ondergrond verwekingsgevoelig
Relatieve dichtheid tussen 33 en 66 %
ondergrond mogelijk verwekingsgevoelig
Relatieve dichtheid > 66 %
ondergrond niet verwerkingsgevoelig
De relatieve dichtheid is voor de vier uitgevoerde sonderingen bepaald (zie bijlage D). Hieruit valt af te leiden dat met name het talud over de eerste 8 tot 10 m onder het maaiveld een hoge gevoeligheid heeft voor verwekingsvloeiing. Hier liggen de waarde tussen 0 - 50 %. Vanaf een diepte van NAP - 10 m / NAP – 11 m stijgt de relatieve dichtheid aanzienlijk en houdt vrijwel overal een waarde tussen de 50 100 % aan. De maximaal haalbare sondeerdiepte was beperkt, omdat er licht materiaal is ingezet. Op basis hiervan kunnen de belangrijkste stabiliteitsrisco’s worden verkend. Conform CUR-aanbeveling 113 moet tot 1,5x de plasdiepte worden gesondeerd om zettingsvloeiing volledig te kunnen onderzoeken. Dat zou in dit geval betekenen, dat tot circa 65 m onder NAP moet worden gesondeerd. Dit vergt de inzet van zwaar en speciaal materieel dat niet over de bestaande bruggen kan rijden. Dit is in dit onderzoeksstadium niet als zinvol geacht. De kans op voorkomen van losgepakte zandlagen op grote dieptes wordt klein geacht door de hierboven aanwezige belasting van andere grondlagen.
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
16
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
3.5.2
Eenvoudige toets conform CUR113, verwekingsvloeiing Voor de eenvoudige toets conform [CUR113] wordt de relatieve dichtheid wel dan niet in combinatie met de gemiddelde taludhelling aan eisen gerelateerd. Het profiel wordt beschouwd als veilig t.a.v. verwekingsvloeiing als wordt voldaan aan één of meer van de volgende criteria: 1. Lagen met een relatieve dichtheid van Re<50% zijn maximaal 1m dik 2. De geometrie voldoet aan: cot 𝛼𝛼𝛼𝛼 > 7 ⋅ � rekenhoogte van de geul HR
𝐻𝐻𝐻𝐻
30 𝑚𝑚
1 3
� , met 𝛼𝛼𝛼𝛼 het gemiddelde talud, uitgaand van de
3. Voldoet aan beide criteria: Lagen met een relatieve dichtheid van Re<50% zijn maximaal 3 m dik én de geometrie voldoet aan: cot 𝛼𝛼𝛼𝛼 > 4 ⋅ �
𝐻𝐻𝐻𝐻
30 𝑚𝑚
�
1 3
Criterium 1: Bij sonderingen kan o.a. met Baldi 1982 de relatieve dichtheid worden bepaald worden op basis van de conusweerstand en de effectieve spanningen in de grond met 𝑅𝑅𝑒𝑒 = 𝐴𝐴 ⋅ ln �
𝑞𝑞𝑐𝑐
′ 𝐵𝐵 ⋅ 𝜎𝜎𝑣𝑣0
𝐶𝐶 �
′ Met A,B,C empirische parameters (A=40;B=0,14;C=0,6), 𝑞𝑞𝑐𝑐 de conusweerstand [MPa] en 𝜎𝜎𝑣𝑣0 de
effectieve verticale grondspanning. In CUR113 is aangegeven dat lagen met <50% en dikker dan 1m
zettingsvloeiingsgevoelig zijn. De sonderingen DKMP1, DKM2, DKM3 en DKMP4 zijn geautomatiseerd op alle dieptes (per 2 cm) op de relatieve dichtheid geanalyseerd. Resultaten In bijlage D zijn de sonderingen weergegeven met daarin de relatieve dichtheid. Hieruit blijkt dat in de lagen onder het maaiveld de relatieve dichtheid < 50 %. Dit pakket is circa 9 m dik. Dieper dan NAP 10 m komen ook nog waarden < 50 % voor; echter is hier de dikte < 1 m. Er wordt dus niet aan het eerste criterium voldaan. Criterium 2: De rekenhoogte van de geul HR wordt conform CUR113 bepaald met: 𝐻𝐻𝑅𝑅 = 𝐻𝐻𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 + 𝐻𝐻𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏 ⋅
𝛾𝛾𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏 𝛾𝛾𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣 − 𝛾𝛾𝑤𝑤𝑤𝑤𝑤𝑤𝑤𝑤𝑤𝑤
Voor profiel Eiland 1 volgt een geuldiepte van HR = 79 m en een talud van cot (αR)=8,50. Hiermee kan aan beide geometriecriteria niet worden voldaan: Verwekingscriterium 2: cot 𝛼𝛼𝛼𝛼 > 7 ⋅ �
𝐻𝐻𝐻𝐻
30 𝑚𝑚
Criterium 3: Verwekingscriterium 3: cot 𝛼𝛼𝛼𝛼 > 4 ⋅ �
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
𝐻𝐻𝐻𝐻
30 𝑚𝑚
1 3
� => 8,50 < 9,66 => Er wordt dus niet aan het tweede criterium voldaan.
1 3
� => 8,50 > 5,52
17
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
Er wordt aan bovenstaande voorwaarde voldaan, echter zijn de lagen met een relatieve dichtheid van < 50 % dikker dan 3 m. Er wordt dus niet aan het derde criterium voldaan. Resultaat Op basis van de eenvoudige analyse van de relatieve dichtheid en het rekentalud van de zandwinput kan niet aan de criteria uit [CUR113] worden voldaan. Dit betekent dat het optreden van verwekingsvloeiing niet is uit te sluiten. Opgemerkt wordt dat voor het optreden van verwekingsvloeiing een trigger nodig is. Dit kan bijvoorbeeld een macro-instabiliteit zijn van het ondertalud. Ook trillingen als gevolg van bouwwerkzaamheden (bv. heien, in-/uittrillen damwanden of baggerwerkzaamheden) kunnen een trigger zijn voor verwekingsvloeiing. Aangeraden wordt om een vervolgstrategie te bepalen wat betreft (bouw)activiteiten op de zandeilanden in relatie tot verwekingsvloeiing. Dit kan o.a. inhouden het beperken van bouwwerkzaamheden of het instellen van een veiligheidszone rondom de oever (zie ook §5).
3.5.3
Beoordeling kans op zettingsvloeiing (CUR113) In CUR113 is er een methodiek gegeven om de optredingskans oeverinscharing op basis van statistiek en rekenmodellen te berekenen en te beoordelen. Deze methodiek en statistiek is gebaseerd op geïnventariseerde zandwinputten (totale lengte 160km) en 30 oeverinscharingen en oevers in Zeeland. Uit de gegevens bij de zandwinputten volgt een kans op oeverinscharing van ongeveer 30/160km = 0,2 per km. Deze statistiek mag worden genuanceerd met 𝑃𝑃(𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣) = 𝑃𝑃(𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣) + 𝑃𝑃(𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏)
Aangenomen wordt dat 𝑃𝑃(𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏) = 0 (zie §3.5.4). Er wordt dus enkel de term P(verwekingsvloeiing) beschouwd en aangescherpt met:
𝑃𝑃(𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣) = �
̇
3,5 6 1 10(𝑅𝑅𝑛𝑛 −0,4) 𝐻𝐻𝑅𝑅 2 � ⋅� � ⋅� � ⋅ 0,2/𝑘𝑘𝑘𝑘 25 𝑚𝑚 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝛼𝛼𝑅𝑅 10
In CUR113 is bovengenoemde formule gegeven met de laatste term 0,1/km, ervan uitgaande dat de helft van de oeverinscharingen op verwekingsvloeiing valt en de andere helft op bresvloeiing. Met 𝐻𝐻𝑅𝑅 = 79𝑚𝑚, 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝛼𝛼𝑅𝑅 = 8,5 en 𝑅𝑅𝑛𝑛 = 0,4 en een trajectlengte van 0,450 km wordt 𝑃𝑃(𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣) = 𝟎𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 per jaar
De berekende optredingskans wordt vergeleken met een toelaatbare kans (veiligheidsklasse 1), namelijk die opgenomen in NEN1990, CUR113 en NEN 8707. De eisen aan de faalkans zijn opgenomen in tabel 3-3.
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
18
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
Tabel 3-3: Faalkanseisen zettingsvloeiing (per jaar) Norm
Betrouwbaarheidsindex β
Vereiste maximale kans (alle faalmechanismen)
Vereiste maximale faalkansruimte (zettingsvloeiing)
[NEN 1990] Veiligheidsklasse 1
3,3
4,83E-4
4,83E-5
[CUR113] Veiligheidsklasse 1
2,5
6,20 E-3
6,20 E-4
[NEN 8707], Veiligheidsklasse 1 bij afkeur
1,8
3,59 E-2
3,59 E-3
De toelaatbare faalkansen genoemd in Tabel 3-3 uit CUR113 en uit NEN 8707 hebben betrekking op bestaande gebouwen / geotechnische constructies, die al een faalkans hebben. De toelaatbare faalkans conform NEN 1990 geldt voor nieuwe gebouwen / geotechnische constructies. De faalkans t.g.v. een zettingsvloeiing is additioneel en dient dus een orde lager te zijn dan de waarde genoemd onder ‘Vereiste maximale kans (alle faalmechanismen) in tabel 3-3. Vooralsnog wordt ervan uitgegaan dat de kans op schade t.g.v. een zettingsvloeiing 10% mag bedragen van de toelaatbare faalkans. Deze zijn ook opgenomen in tabel 3-3. De berekende kans op zettingsvloeiing is vergeleken met de eisen voor veiligheidsklasse 1 conform NEN 1990, CUR113 en NEN 8707. Hieruit volgt dat wel aan de eisen volgens CUR113 en NEN 8707 en niet aan de eisen conform NEN 1990 wordt voldaan. CUR113 en NEN 8707 eisen lagere veiligheden dan conform NEN 1990, omdat rekening houdt dat een (grond)constructie al een bepaalde periode bestaat en een bewezen sterkte heeft.
Tabel 3-4: Rekenresultaat faalkans zettingsvloeiing (per jaar)
Profiel
Vereiste maximale faalkansruimte [NEN 1990]
Vereiste maximale faalkansruimte [CUR113]
Vereiste maximale faalkansruimte [NEN 8707]
Berekende optredingskans
Voldoet? •
Profiel Eiland 1, Veiligheidsklasse 1
0,0000483
0,00062
0,00359
0,0002
•
Voldoet niet volgens NEN 1990; Voldoet wel volgens CUR113 en NEN 8707
Uit tabel 3-4 blijkt dat het optreden van zettingsvloeiing niet kan worden uitgesloten, maar dat de kans van optreden voldoende klein is. Als er (bouw)activiteiten op de eilanden plaatsvinden om de eilanden verder te ontwikkelen dan kan de kans op optreden van zettingsvloeiing groter worden en kunnen de gevolgen van een zettingsvloeiing groter. Dit zou kunnen leiden tot een onaanvaardbaar risico. De precieze omvang van dit risico is afhankelijk van het soort activiteiten en vergt een aanvullende maatwerkbeschouwing.
3.5.4
Beoordeling bresvloeiing (CUR113) Om te beoordelen of het profiel voldoet met betrekking tot bresvloeiing, wordt de daadwerkelijke helling van het profiel vergeleken met maximaal toegestane waardes conform CUR113, tabel 2a en 2b zonder
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
19
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
en met tussenberm. Hierin wordt rekening gehouden, dat bermen een extra stabiliteit geven. In het geval dat de berm minstens even breed is als de lokale waterdiepte, wordt vanaf de rand van de berm wederom vanaf het begin van de tabel begonnen. Hiervoor is het profiel conform de tabellen in dezelfde figuur geplot met het profiel van Eiland 1. Resultaat bresvloeiing De helling van de voorkomende taluds in het profiel van Eiland 1 komt redelijk overeen met het toegestane profiel conform CUR113, zie Figuur 3-9. Alleen het in Figuur 3-6 aangegeven ondertalud heeft een helling steiler dan conform het principe talud. Er wordt dus grotendeels aan de voorgeschreven theoretische profielen conform CUR113 voldaan. Hierdoor lijkt het risico op bresvloeiing voldoende klein. Aanbevolen wordt om de toekomstige profielontwikkelingen met betrekking tot bresvloeiing te blijven volgen.
Figuur 3-9: Beoordeling bresvloeiing: profielen vergelijken met schematisatie CUR113
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
20
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
4.
EFFECTENANALYSE
4.1
Inleiding In het ongunstige geval dat er een grootschalige taludinstabiliteit optreedt, zal er een taludinscharing optreden. De omvang van de te verwachten en maximaal mogelijke inscharing als gevolg van de drie verschillende faalmechanismen is beschouwd: ■
Macro-instabiliteit. De inscharingslengte is beschouwd aan de hand van het Technisch Rapport Actuele Sterkte.
■
Verwekingsvloeiing en bresvloeiing. De inscharingslengte en - breedte is bepaald aan de hand van de methodiek zoals beschreven in de Schematiseringshandleiding Zettingsvloeiing en CURaanbeveling 113, welke is gebaseerd op ervaringsstatistiek bij oevervallen in Zeeland en bij zandwinputten.
4.1.1
Macrostabiliteit: inscharingslengte o.b.v. [TRAS,2009] Met de methode ‘restbreedte bij overhoogte’ worden overgedimensioneerde dijken beoordeeld, of deze ook na een primaire afschuiving over een voldoende restkruinbreedte beschikken om ook na een secundaire afschuiving hoge waterstanden te kunnen keren [TRAS 2009]. Deze methodiek wordt voor de Vinkeveense Plassen als volgt toegepast: De primaire afschuiving (glijvlakken met een veiligheidsfactor S.F.<1,0) zijn berekend met DGeoStability (zie §3.3). De secundaire afschuiving betreft een lineair talud vanaf de helft van de kerende hoogte oftewel hoogte van de normcirkel. De taludhelling is afhankelijk van het materiaal: Voor klei is de taludhelling 1:2(v:h); voor veen en goed verdichte zandlagen is de taludhelling 1:4 en voor slecht verdichte zandlagen is dit 1:7.
Alleen voor het ondertalud is de inscharingslengte bepaald, omdat hier de maatgevende stabiliteitsfactor als enige < 1,0 bedraagt. De bepaling van de inscharingslengte is weergegeven in figuur 4-1. In tabel 4-1 zijn de resultaten weergegeven.
Figuur 4-1: Bepaling inscharingslengte
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
21
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
Tabel 4-1: Bepaling inscharingslengte Talud gedeelte
Normcirkel op ½ H
Helling secundaire
Inscharing vanaf kniklijn
afschuiving 1:n [-]
[m]
[-]
[m]
Ondertalud
3,6
5
27,4
Het maatgevende secundaire glijvlak uit het ondertalud bedraagt 27,4 m vanuit de kniklijn. Aangezien het betreffende talud bestaat uit los, matig en dicht gepakte zandlagen kan een secundair glijvlak worden aangenomen van gemiddelde 1:5. De secundaire afschuiving van het ondertalud is dermate ver weg gelegen dat deze niet zal insnijden in de oeverlijn of het eiland. Het secundaire afschuifvlak van 27,4 m voor het ondertalud is inzichtelijk gemaakt in relatie tot de kniklijn en de oeverlijn in Figuur 4-3.
Oeverlijn
knikpunt ondertalud
Inscharingslengte 27,4 m t.o.v. knikpunt ondertalud
Figuur 4-2: Risicokaart macrostabiliteit: visualisatie secundair glijvlak vanuit ondertalud (rood) in relatie tot kniklijn (zwart) en oeverlijn (blauw)
Uit de analyse met de methode ‘Reststerkte bij overhoogte’ wordt de secundaire afschuiving bepaald voor het ondertalud. Er wordt geconcludeerd dat de afstand van de oeverlijn en het achterland op een dusdanige afstand is, dat een secundaire afschuiving van het ondertalud niet tot aan de oeverlijn / achterland reikt met betrekking op het faalmechanisme macrostabiliteit. Lokale afschuivingen zijn ook mogelijk bij de steile taluds van het ondertalud. Deze zijn echter dusdanig ondiep dat geen grote afschuivingen te verwachten zijn.
4.1.2
Verwekingsvloeiing: inscharingslengte o.b.v. CUR113 De inscharingslengte is met de methode gegeven in CUR113 beschouwd.
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
22
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
Figuur 4-3: definitie inscharingslengte o.b.v. CUR113
De inscharingslengte in CUR113 wordt gedefinieerd als het verschuiven van de geulrand na een afschuiving. Deze definitie is weergegeven in figuur 4-4. Uit een analyse van daadwerkelijke afschuivingen wordt geconstateerd dat de inscharingslengte L sterk varieert, met een maximale waarde van 87 m. Als trendlijn is een verhouding vastgesteld van L=4H-60m met een bovengrens van L=3H [CUR113]. Uitgaand van een geuldiepte van 23 m volgt een inscharingslengte van 32 m tot 69 m (trendlijn en bovengrens). Als geulrand wordt in dit geval de knikpunt bij het talud van het diepste losgepakte zand aangehouden op een hoogte van ongeveer NAP-10,0 m. In Figuur 4-5 is de inscharingslengte van 32 m tot 69 m ingetekend ten opzichte van de kniklijnen en de oeverlijn. Hier geldt dat de inscharingslengte trendlijn voor de oeverlijn ligt en dus niet het Eiland 1 bereikt. De inscharingslengte bovengrens komt wel voorbij de oeverlijn en (net) tot in het eiland.
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
23
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
Inscharingslengte 69 m (bovengrens) t.o.v. knikpunt talud NAP – 10,0 m
Inscharingslengte 32 m (trendlijn) t.o.v. knikpunt talud NAP – 10,0 m
Oeverlijn
knikpunt talud NAP – 10,0 m
Figuur 4-4: : Risicokaart zettingsvloeiing: ligging kniklijnen middentaluds (zwart) ten opzichte van de inscharingslengte (rood) en oeverlijn (blauw) conform CUR113
4.1.3
Globale vertaling inscharingslengte Eiland 2 – 12 Vanuit bovenstaande resultaten kan een globale vertaalslag worden gemaakt naar de overige eilanden. Hiervoor zijn de profielen van het talud van eilanden 2 – 12 vergeleken met het profiel van Eiland 1. Er kan worden geconstateerd dat de meeste eilanden een vergelijkbaar profiellijn (eventueel met niet kritieke / minimale afwijkingen in taludhelling of profielverloop) hebben als dat van Eiland 1. Globaal kan er worden aangenomen dat de inscharingslengte voor de faalmechanismen macrostabiliteit en verwekingsvloeiing in de zelfde orde zal liggen. Dit is onder de aanname dat de zandeilanden min of meer dezelfde bodemopbouw hebben, omdat ze op hetzelfde moment voor hetzelfde doel zijn aangelegd. Zettingsvloeiing is een faalmechanisme dat optreedt in losgepakte zanden. Als de bodemopbouw van de andere zandeilanden toch dermate afwijkend is (bijvoorbeeld door dikkere / dunnere / afwezigheid lagen losgepakt zand) dan zullen de berekende effecten niet zomaar te vertalen zijn naar de andere eilanden. Deze onzekerheid is weg te nemen door het uitvoeren van grondonderzoek op de overige elf zandeilanden. Eiland 12 heeft echter een dusdanig afwijkend profiel dat de vertaling van de resultaten van Eiland 1 lastiger is.
De profiellijn van Eiland 12 is steiler en toont een lineair verloop zonder aanbermingen, die voor meer stabiliteit kunnen zorgen. Het is daarom aannemelijk om te stellen, dat het voorkomen van een faalmechanisme een groter bereik zal hebben dan wat er voor Eiland 1 is bepaald. Om meer inzicht te verkrijgen over de effecten van een mogelijke macro-instabiliteit of optreden van zettingsvloeiing zou een
stabiliteitsanalyse
op
Eiland
12
moeten
worden
uitgevoerd,
gebaseerd
op
lokale
ondergrondinformatie.
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
24
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
4.1.4
Conclusie inscharingslengte In het ongunstig geval dat macro-instabiliteit of zettingsvloeiing optreedt, zal er grond in beweging komen. Dit leidt tot een inscharing in het talud over een bepaalde lengte. Deze is berekend. De inscharingslengte van een secundaire macro-instabiliteit snijdt volgens de berekeningen niet in de oeverlijn van de zandeilanden en zal dus boven water niet zichtbaar zijn. De inscharingslengte als gevolg van zettingsvloeiing varieert tussen 32 m (trendlijn) en 69 m (bovengrenswaarde). Dit betekent dat wordt verwacht, dat een zettingsvloeiing boven water niet zichtbaar is. In het meest ongunstige geval zal een deel van het eiland afschuiven. Benadrukt wordt dat het woongebied op het vaste land achter Eiland 1 zich sowieso op voldoende afstand bevindt. Hier zullen de effecten van een eventuele taludinstabiliteit van de eilanden aan de plaszijde niet merkbaar zijn.
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
25
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
5.
CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN
De Vinkeveense Plassen is een recreatiegebied in de provincie Utrecht. Hierin bevinden zich twaalf zandeilanden. Deze plassen zijn ontstaan door turf- en zandwinning. De twaalf zandeilanden zijn aangelegd om de oever van de Vinkeveense Plassen te beschermen tegen golfafslag. Gevraagd is om een grondonderzoek en een stabiliteitsanalyse uit te voeren. Het grondonderzoek is gerapporteerd in bijlage A. Op basis van beschikbare gegevens (lodingen en grondonderzoek) is een analyse van de stabiliteit van de oever van de Vinkeveense Plassen Eiland 1 beoordeeld. Hierbij is op de mechanismen macrostabiliteit, verwekingsvloeiing en bresvloeiing ingegaan.
5.1
Conclusies
Verschilanalyse De lodingen uit 2018 zijn vergeleken met de lodingen rondom Eiland 8 uit 2005. Daarnaast zijn hoogtemetingen op de eilanden met elkaar vergeleken. Uit deze verschilanalyses blijkt dat er geen sprake is van grootschalige grondvervormingen. Macrostabiliteit De macrostabiliteit van het talud van Eiland 1 is geanalyseerd. Hieruit blijkt dat de stabiliteit in het bovenste deel van het onderwatertalud voldoende is. Alleen in een dieper deel van het onderwatertalud kan de stabiliteit niet kan worden gegarandeerd. Het betreft ondiepe glijvlakken met een naar verwachting zeer gering effect. Een kleine afschuiving of micro-instabiliteit kan echter mogelijk wel een verwekingsvloeiing initiëren, omdat bovenliggende pakketten uit losgepakt zand bestaat. Mede daarom is de kans op zettingsvloeiing gekwantificeerd. Verwekingsvloeiing Verwekingsvloeiing is een vorm van zettingsvloeiing. Dit kan in de bovenste 9 m van het onderwatertaluds bij Eiland 1 niet worden uitgesloten, omdat op deze dieptes losgepakte zandlagen voorkomen. Hiervoor is een trigger noodzakelijk, zoals een kleine macro-instabiliteit. Dit zou tot een inscharing kunnen leiden tot in het eiland. De kans hierop is in de huidige situatie circa 2,0 E-4 per jaar. Dit zowel kleiner dan de aanbevelingen uit CUR-rapport 133 (6,2 E-4 per jaar) als NEN 8707 (3,6 E-3 per jaar).
In de huidige situatie zijn bij Eiland 1 dus geen maatregelen benodigd. Bresvloeiing Bresvorming is een andere verschijningsvorm van zettingsvloeiing. Uit de beoordeling van bresvloeiing blijkt dat het profiel van Eiland 1 grotendeels aan het voorgeschreven theoretische profiel conform CUR113 voldoet. De kans op bresvloeiing wordt daarom voldoende klein geacht. Doorvertaling naar overige eilanden De hoogteverschilanalyse is onder water alleen uitgevoerd rondom Eiland 8. Door het niet beschikbaar zijn van nauwkeurige historische meetdata in het resterend deel van de plas kan daar geen uitspraak worden gedaan over mogelijke taludveranderingen. Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
26
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
Er is, met uitzondering van Eiland 1, niets bekend over de bodemopbouw bij de zandeilanden. Aangenomen dat de bodemopbouw van de zandeilanden min of meer vergelijkbaar is, wordt verondersteld dat er in alle gevallen een kleine kans is op zettingsvloeiing met een inscharing in de eilanden die in de buurt ligt van de norm voor bestaande grondconstructies, maar dat er geen risico’s zijn voor het vaste land achter de eilanden.
5.2
Aanbevelingen Op basis van de bovengenoemde conclusies worden de volgende aanbevelingen gedaan:
De zandeilanden hebben een bewezen sterkte, dit blijkt uit het feit dat er sinds het incident in 1975 geen afschuivingen meer zijn waargenomen en de veranderingen in de taluds beperkt zijn. Een grootschalige instabiliteit kan weliswaar niet worden uitgesloten. De kans erop is echter klein, terwijl de economische risico’s en kansen op slachtoffers klein zijn. Drastisch ingrijpen ter versterking van de oevers wordt daarom niet noodzakelijk geacht.
Echter, omdat het optreden van verwekingsvloeiing niet kan worden uitgesloten, wordt wél aangeraden om de oevers te monitoren op migratie van de oeverlijn en eroderen / aanslibben van de taluds, waardoor deze flauwer / steiler kunnen worden. Door het monitoren van de oevers kan tijdig worden ingegrepen wanneer er toch een signaleringswaarde wordt overschreden. Monitoring kan plaatsvinden door om de paar jaar een loding van de plas uit te voeren en deze te vergelijken met eerdere metingen. Daarnaast zouden vervormingen van vaste punten langs de oevers kunnen worden gevolgd.
Geadviseerd wordt om voorafgaand aan een eventuele ontwikkeling van de eilanden goed de hiermee samenhangende veiligheidsrisico’s te beschouwen. Dit is enerzijds, omdat een ontwikkeling mogelijk gepaard gaat met bouwactiviteiten. Hierbij kan worden gedacht aan gewichtstoename door ophoging, hei- en/of trilwerkzaamheden, baggeren, etc. Dit leidt tot een mogelijke trigger voor verwekingsvloeiing. Anderzijds zullen de gevolgen van een eventuele inscharing door instabiliteit groter zijn door de grotere economische waarde en toename van personen die dan ontstaat. Dit zou betekenen dat een andere gevolgklasse moet worden aangehouden met een kleinere toelaatbare faalkans.
Als er wordt overwogen om nieuwe bouwwerken op de eilanden aan te brengen, dan wordt een maatwerkbeschouwing aanbevolen van de daarmee gepaard gaande risico’s op basis van lokaal grondonderzoek. De risico’s kunnen op voorhand worden beperkt door alleen uit te gaan van kleine, lichte bouwwerken (éénlaags, houten constructie, op staal gefundeerd, etc.) , alleen tijdelijk verblijf / geen permanente bewoning en lichte beschoeiingen (zoals nu ook al worden toegepast).
5.3
Beantwoording van vragen van omwonenden Door omwonenden zijn in 2018 aan de Gemeente De Ronde Venen enkele concrete onderzoeksvragen gesteld. Deze worden voor de volledigheid hieronder beantwoord. De zorgen over mogelijke instabiliteit komen o.a. voort uit ervaringen opgedaan in 1975. De gemeente Amsterdam zou het zand afzuigen tot een diepte van maximaal dertig meter. Het zou gaan om een hoeveelheid zand van 30 miljoen kubieke meter. Feitelijk werd veel meer zand afgegraven. In 1975 ging het mis: een deel van Eiland 8, beter bekend als het Starteiland, verdween in het grote gat. De starttoren stortte in. Niemand raakte gewond. Na dat incident werd onmiddellijk gestopt met het wegzuigen van
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
27
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
het zand. Het eiland werd hersteld en de starttoren opnieuw opgebouwd. In hoeverre zou een soortgelijke situatie nogmaals kunnen voorkomen? Bovenstaand incident is waarschijnlijk veroorzaakt door een bresvloeiing door onvoldoende zorgvuldig uitgevoerd baggerwerk. Bij Eiland 1 is er een grotendeels veilig onderwaterprofiel waardoor de kans op bresvloeiing voldoende klein wordt geacht. Dit is bij de overige eilanden nu in het algemeen ook het geval. Bovendien zijn er voor zover bekend geen nieuwe baggerwerkzaamheden voorzien. Door ons is informatie aan de gemeente verzonden (d.d. dinsdag 3-7-2018) waaruit blijkt dat er holten onder of in de nabijheid van de zandeilanden aanwezig zijn hetgeen aanleiding geeft tot zorg. Nader onderzoek (mogelijk door duikers) zou meer duidelijkheid moeten brengen in de geschetste situatie mogelijk holtes, schuivende zandlagen met de vraag waar de verschijnselen vandaan komen. Met het nu gepubliceerde onderzoek is deze zorg nog niet weggenomen. In aanvulling hierop werden wij attent gemaakt op onderstaande video. https://www.bing.com/videos/search?q=duiken+vinkeveense+plassen&&view=detail&mid=F1720037E 3ACD57E3DEEF1720037E3ACD57E3DEE&&FORM=VDRVRV Uit de video en de aan de gemeente verzonden informatie kunnen de beschreven verschijnselen niet worden herleid, mede omdat een toelichting bij de videobeelden ontbreekt.
Het is niet duidelijk wat de ligging, aantallen en omvang van de holtes zijn. Dit kan met de beschikbare informatie (lodingen) niet worden geverifieerd. Kleine holtes en afschuivingen in onderwatertaluds kunnen worden veroorzaakt door morfologische processen en zijn niet ongewoon. Aangenomen dat het daadwerkelijk om kleinschalige verschijnselen gaat, vormt dit geen risico op grootschalige taludinstabiliteiten. De zandeilanden zijn bij het uitdiepen van de Noorderplas aangelegd door opspuiten, afkalving en weer opnieuw opspuiten. Daarmee is een soort opgespoten zandkolom ontstaan, waar mogelijk onderliggende veenlagen zijn ingesloten. Dit zou de verklaring kunnen zijn dat bij het in de afgelopen jaren opnieuw ophogen van de zandstrandjes op zandeiland 2 tijdelijk drijfzand is ontstaan. Dit zou kunnen worden verklaard dat in het onderliggende veen opgesloten water door het verhogen van het gewicht van de zandlagen het ingesloten water naar boven werd geperst en zich vermengde met het zand. Dit water zandmengsel werd daardoor drijfzand. Is vast te stellen of dit een verklaring is van het verschijnsel drijfzand. En kan zich deze situatie zich weer voordoen zodra extra gewicht op de zandeilanden wordt aangebracht? Door het opspuiten van zand kan in een uitvoeringssituatie wateroverspanning in de veenlaag ontstaan.
Dit komt doordat de veendeeltjes door de gewichtstoename samengedrukt worden. Hierdoor worden de met water gevulde poriën kleiner. Dit leidt tot een verhoogde spanning in het water dat zich in deze poriën bevindt. Daardoor zal inderdaad water uit de veenlaag worden geperst. Het persen van water uit het veen is een proces van maanden en gaat te langzaam om in de bovenliggende laag drijfzand te veroorzaken. Er worden twee mogelijke oorzaken gezien voor het ontstaan van drijfzand: 1. Het is ontstaan door toevoer van water in het zandwatermengsel tijdens het opspuiten. 2. Door het extra gewicht is het losgepakte zand verdicht. Daardoor zijn er wateroverspanningen in het zand ontstaan, die hebben geleid tot verweking.
Onze ref.: 1204-0048-010.R01v04
28
STABILITEITSANALYSE ZANDEILANDEN VINKEVEENSE PLASSEN
Het feit dat eerder drijfzand is ontstaan, heeft geen invloed op de huidige veiligheid. Aanbevolen wordt om
voorafgaand
aan
mogelijke
ophoogwerkzaamheden
in
de
toekomst
een
maatwerk
risicobeschouwing te doen. Locaties nabij zandeiland 2 kalven af. In onderstaande afbeelding (Red.: figuur 3-2) zijn een tweetal locaties weergegeven waar sprake is van een steiler talud in vergelijking met voorgaande metingen. Is deze constatering correct en heeft dat invloed op de stabiliteit van de omgeving? Zijn de gemeten talud hellingen plaatselijk steiler dan de voorgeschreven taludhelling? Op de aangegeven locaties is inderdaad lokaal een steiler talud aanwezig. Het heeft hier een helling van circa 1 : 2 terwijl de helling in de omgeving 1 : 4 à 1 : 5 is. Uit de stabiliteitsanalyse volgt dat de macrostabiliteit van de steilere taluddelen in dit geval nog voldoende is, ervan uitgaande dat de bodemopbouw vergelijkbaar is met Eiland 1. Er is geen taludhelling voorgeschreven, dus daar kan geen vergelijking mee worden gemaakt (zie paragraaf 3.2.1).