Projectnaam
Aanleg en verlengen duikers en aanleg watergang te Almere Poort
Projectonderdeel Projectnummer Kenmerk Status Datum
Kwelberekening (KWEL) 150011 150011-KWEL-GE-v2.0 Defintief 01-07-2015
Opdrachtnemer
Gebr. Reimert B.V. Bolderweg 14 1332 AT Almere T 036 – 532 01 43 F 036 – 532 37 96 E
[email protected]
Opdrachtgever
Gemeente Almere Postbus 200 6 1300 AE Almere
Datum
Versie
Status
Auteur
Omschrijving wijziging
02-06-2015 01-07-2015
1.0 2.0
Definitief Definitief
Leen Rozeboom E. Zijnstra
Diverse wijzigingen
Berekening Kwel versie 2.0
Inhoudsopgave 1.
INTRODUCTIE ________________________________________________________________ 3 1.1 1.2
2.
DOEL KWELBEREKENING ______________________________________________________________ 3 DE LEESWIJZER ____________________________________________________________________ 3 WERKWIJZE__________________________________________________________________ 4
2.1 BOUWMETHODE EN WERKMETHODE______________________________________________________ 2.1.1 Ontgraven in den droge ________________________________________________________ 2.1.2 Beschoeiing _________________________________________________________________ 2.1.3 Ontgraven in den natte ________________________________________________________ 3.
4 4 5 5
KWELBEREKENING ____________________________________________________________ 6 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
ONTWERPGEGEVENS ________________________________________________________________ KWELVORMING IN NIEUWE WATERGANGEN ________________________________________________ BODEM STABILITEIT _________________________________________________________________ KWELVORMING TIJDENS DE WERKZAAMHEDEN _______________________________________________ OPBARSTEN BIJ DROOGZETTING DUIKERS ___________________________________________________
Berekening Kwel versie 2.0
6 6 6 7 7
1.
Introductie
Voor u ligt de kwelberekening voor het project “Aanleg en verlengen duikers en aanleg watergang te Almere Poort”. Hierin staat omschreven hoe Gebr. Reimert B.V. (verder genoemd als Reimert) om gaat met de kwel welke kan optreden tijdens en na het graven van de diverse watergangen. De werkzaamheden betreffen “Aanleg en verlengen duikers en aanleg watergang te Almere Poort”. De nieuwe verbinding vervangt de tijdelijke sloten en wordt gerealiseerd als een definitieve verbinding tussen de Kustzone en de hoofdwatergang (Pampustocht). Ten behoeve van de nieuwe verbinding dienen de bestaande duikers aangepast te worden, dient er een nieuwe duiker onder de Poortdreef te worden aangebracht, wordt er een nieuwe watergang tussen de duikers en de bestaande situatie gerealiseerd en dienen de oude sloten nadat deze hun functie als tijdelijke watergang hebben verloren gedempt te worden.
1.1 Doel kwelberekening Het doel deze kwelberekening is om toelichting te geven, op de werkwijze van Reimert bij het ontgraven van de watergangen. Daarnaast zal deze aantonen dat aan de gestelde eisen m.b.t. kwel zal worden voldaan. De toekomstige bodem van de watergang komt lager te liggen als de huidige waterafsluitende laag. Omdat het holoceen doorbroken wordt zal er een nieuwe waterafsluitende laag moeten worden aangebracht om te voorkomen dat er kwel (brak water) in het oppervlakte water van de watergangen komt.
1.2 De leeswijzer Deze kwelberekening start met het hoofdstuk 2 werkwijze. Hierin wordt omschreven op welke manier Reimert de werkzaamheden zal uitvoeren. In hoofdstuk 3 staat de daadwerkelijke kwelberekening.
Berekening Kwel versie 2.0
2.
Werkwijze
In dit hoofdstuk wordt omschreven hoe Reimert de nieuwe watergangen gaat ontgraven.
2.1 Bouwmethode en werkmethode Aan de Oostzijde van de Poortdreef dient de nieuwe watergang voldoende afvoercapaciteit te bieden om het watersysteem van Plan Duin te ontsluiten. De oevers dienen aan de oostzijde van de watergang voorzien te zijn van een natuurlijk berm. Aan de westzijde dient de watergang een beschoeiing te bevatten, waarbij aangrenzend aan de kade een plasberm dient te komen. Kwelvorming in de watergangen dient voorkomen te worden. In hoofdstuk 3 zal worden aangetoond dat de bodem maximaal 5 mm/etmaal kwelt. Daarnaast zal worden omschreven hoe de benodigde verdichting van de afsluitende bodemlaag wordt gehaald.
2.1.1 Ontgraven in den droge Er wordt gestart met ontgraven in den droge tot aan het grondwater (ca. -3,60 m NAP/min. Boven stijghoogte). Vrijkomend zand/klei wordt tijdelijk in depot geplaatst langs de watergang. De vrijgekomen klei zal weer worden gebruikt om de waterafsluitende laag aan te brengen (E0043). Het vrijgekomen zand zal worden gebruikt om een beschermende zandlaag aan te brengen (E0092).
Berekening Kwel versie 2.0
2.1.2 Beschoeiing Na het ontgraven van de toplaag zal de beschoeiing in den droge worden aangebracht.
2.1.3 Ontgraven in den natte De watergang wordt ontgraven d.m.v. ‘verscheren’: ontgraving in smalle sleuven. Er wordt dieper ontgraven dan het toekomstig bodempeil en de bodem wordt op niveau gebracht door de vrijkomende klei tot een dikte van 0.65 m direct in onderkant sleuf aan te brengen in een opvolgende werkgang (en de 50 cm. zand ). De aangebrachte nieuwe klei laag zal door de kraan worden verdicht (aangestampt). Om opbarsten van de waterafsluitende laag te voorkomen laat Reimert de ontgraven delen vervolgens direct vollopen met water voor het realiseren van voldoende tegendruk (zie onderstaande berekening). De tegendruk van het water zorgt voor een extra verdichting van de aangebrachte grond.
Berekening Kwel versie 2.0
3.
Kwelberekening
3.1 Ontwerpgegevens De volgende gegevens zijn gebruikt voor het bereken van de kwel en de stabiliteit van de watergangen:
pleistoceen spanningswater verloopt van zuid naar noord van -3,70 tot -3,90m; het laagste peil in de watergang is -4,60m (streefpeil -4,40m +/- 0,20); volume gewicht siltige klei onder water is 1,80 t/m3; volume gewicht zand onder water is 2,00 t/m3; bodem watergang op -5,70m; onder bodempeil 0,50m zand en 0,65m siltige klei als afsluitende laag; de afsluitende laag zal van gebiedseigen grond worden gemaakt (klei); de beschermende laag zal van gebiedseigen grond worden gemaakt (zand).
3.2 Kwelvorming in Nieuwe Watergangen De maximale toelaatbare kwel is gesteld op 5 mm/etmaal. De k waarde van de aangebrachte klei is hiervoor bepalend waardoor de laagste waterstand (-4,60m) buiten beschouwing kan worden gelaten. - Bij de siltige matig humushoudende klei is de k-waarde tussen de 1x10-3 en 1x10-5 m/etm. Ofwel 0,01 tot 1 mm/etm. De klei laat 1 mm./etm door, dit voldoet ruimschoots aan de eis van 5mm/etm. (E0081). Daar er met vrijgekomen grond (gebiedseigen grond) wordt gewerkt zal de kwel gelijk zijn aan naastgelegen terrein met dezelfde kleiafdekking. Om een snelle inschatting te maken van de kwel is voor het DO is gebruik gemaakt van de formule van Mazure:
Voor de definitieve berekening zal bij het UO gebruik gemaakt worden van de formule van Pankow.
3.3 Bodem Stabiliteit De veiligheid tegen opbressen is als volgt te berekenen: - Opwaartse kracht onder de kleilaag op -6,85m is bij Psp = -3,70m (6,85-3,70) = 3,15 x1,00 = 3,15 tf, bij Psp = -3,90m = 2,95 tf. - Neerwaartse kracht is (5,70 – 4,60) x 1 + 0,50 x 2,00 + 0,65 x 1,80 = 1,10 + 1,00 + 1,17 = 3,27 tf. - De veiligheid tegen opbressen is 3,27:3,15 = 1,04 resp. 3,27:2,95 = 1,10. De stabiliteit van de aan te leggen watergang voldoet.
Berekening Kwel versie 2.0
3.4 Kwelvorming tijdens de werkzaamheden De tijdelijke watergangen moeten eveneens stabiel en waterdicht zijn. Om aan de waterdichtheids eis te voldoen moet tenminste 0,50m Holoceen blijven zitten. De gegevens wijzen uit dat de overgang Holoceen/Pleistoceen varieert van -5,00m tot -5,80m. De diepte van de tijdelijke watergang wordt hierdoor bepaald. In het ongunstigste geval, Pleistoceen op -5,00m komt de bodem van de tijdelijke watergang op -4,50m. Er blijft dan nog 0,50m klei zitten. Het water in de watergang moet worden opgestuwd tot -4,00m. De stabiliteit is dan als volgt: - De opwaartse kracht door het spanningswater varieert van 1,10 tot 1,30 tf. ( bij Psp = -3,90 rep. -3,70m) - De neerwaartse kracht is 0,5x1 + 0,50x1,80 = 0,50 + 0,90 = 1,40 tf. - De veiligheid tegen opbressen is 1,40:1,30 = 1,08 resp. 1,40:1,10 = 1,27. In het meest kritische geval, de hoogst gemeten overgang van Holoceen naar Pleistoceen, voldoet de tijdelijke watergang op deze wijze. Aanbevolen wordt om de gehele tijdelijke watergang een bodemdiepte van -4,50m en een gestuwd waterpeil van -4,00m te geven.
3.5 Opbarsten bij droogzetting duikers Doordat de schotbalksponningen in het verlengde van de duikers op de betonnen vloer worden gerealiseerd, is er geen kans dat de bodem tijdens het droogzetten van de duikers kan opbarsten. Echter dient wel berekend te worden of de verbindingen tussen de bestaande en de nieuwe duikers sterk genoeg is om het opdrijven van de duikerelementen te voorkomen. Deze berekening wordt uitgevoerd bij het berekenen van de wapening voor de duikers.
Berekening Kwel versie 2.0
