Damwandproef resultaten KIJK

In september 2023 heeft het dijkversterkingsproject Krachtige IJsseldijken Krimpenerwaard (KIJK) een damwandproef uitgevoerd op de KIJK-dijk. Een stukje dijkversterking werd in het echt uitgevoerd. Er is gekeken naar verschillende methodes (trillen of drukken) om verschillende damwanden in de grond te plaatsen. Tegelijkertijd is er gekeken wat dit betekent qua trillings- en geluidsoverlast.

De volgende onderwerpen werden onderzocht:

1. trillingen,
2. machines,
3. zettingen,
4. geluid,
5. uitwerking op het verkeer.

Hoe wij dit hebben gedaan, welke lessen wij hieruit geleerd hebben en dus meenemen in het uitvoeren van de werkzaamheden vertellen wij u graag.

Trillingen

Voor elk werk waarbij damwanden trillend worden aangebracht moet worden beoordeeld of er niet te veel trillingen ontstaan. Teveel trillingen betekent namelijk kans op schade aan huizen of panden.

Onderzoek naar trillingen

Bij KIJK is dit onderzocht door te voorspellen hoeveel trillingen er aan een huis doorgegeven kunnen worden. Dit noemen we trillingspredicties. KIJK hanteert een in Nederland algemeen geaccepteerde norm, de SBR-trillingsrichtlijn. Dit is een kans van maximaal 1% dat er bij werkzaamheden aan een huis in de buurt schade ontstaat.

Hierin staat hoe je berekent welke trillingen mogelijk zijn bij het intrillen van de damwand zonder dat de kans op schade groter wordt dan 1%. In die berekening is rekening gehouden met onder andere de staat van het huis en de afstand tot het werk.

Daarnaast wordt er vaak nog een ‘veilige’ aanpak gehanteerd, zodat als het buiten, bij het testen, tegenzit de kans op schade meevalt.

Trillen versus drukken

Buiten op de dijk zien we vaak dat de hoeveelheid trillingen meevalt ten opzicht van de voorspellingen. Dit weten we omdat we altijd trillingen op huizen monitoren tijdens de proef. Monitoren betekent dat we tijdens de proef de hele tijd meten en controleren wat er gebeurt. Hierdoor kunnen we als het niet goed dreigt te gaan direct actie ondernemen, zoals stoppen en bepalen hoe we verder werken zonder de kans op schade te vergroten.

Ook bij drukken kunnen trillingen worden veroorzaakt. Deze zijn anders dan bij trillen. Een trilblok, waarmee de damwand trillend wordt aangebracht, geeft de hele tijd trillingen af aan de damwand. Een drukapparaat duwt de damwand vervolgens in stapjes, met kortdurende stoten, naar beneden (de grond in).

De kans van 1% op schade geldt ook bij drukken van damwanden. Omdat dit om een ander soort trilling gaat is ook de hoeveelheid van de trilling die wij op een huis mogen overbrengen anders.

Anders dan bij trillen kunnen we trillingen niet van tevoren voorspellen. We kunnen een drukapparaat wel monitoren. Hier is namelijk (nog) geen formule voor bekend. We weten wel dat deze trillingen vaak kleiner zijn dan het trillend aanbrengen van een damwand.

KIJK

Tijdens de damwandproef is bekeken:

• Hoe goed de voorspellingen zijn bij het trillend aanbrengen van de damwand met verschillende trilblokken en damwand planklengtes (6m, 9m, 12m).
• Welke trillingen een drukapparaat veroorzaakt bij verschillende planklengtes (9 m, 12 m).
• Of het gebruik van een ander trilblok, namelijk de zogenaamde sidegrip (afhankelijk van de leverancier kan de machine anders genoemd worden), een goede werkmethode kan zijn met beperkt ruimte gebruik, zie afbeelding hieronder waarin de kraan de damwand aan de zijkant kan oppakken.

Afbeelding: Sidegrip machine

De conclusie is dat:

• De voorspellingen die wij hebben gemaakt goed aansluiten bij de praktijk.
• Dat drukken ook trillingen geeft die minder groot zijn.
• Dat de sidegrip kan worden toegepast bij voldoende afstand tot woningen en panden.
• Dat een afstand van 20 meter of meer tot woningen en panden een veilige afstand is om trillend te werken. En dat daaronder drukken beter is.

Voor de uitvoering van het dijkversterkingsproject KIJK betekent dit dat het opstarten van de constructies (startopstelling) kan gebeuren met trillen, zolang de afstand tot woningen en panden groot genoeg is. En dat vervolgens het gehele dijkvak verder drukkend wordt aangebracht. Dit bedoelen wij met de uitdrukking dat wij 98% van het werk de damwanden drukkend aanbrengen.

Drukken heeft overigens niet alleen de voorkeur omdat het trillingsarm is (niet trillingsvrij), maar ook vanuit de bereikbaarheid.

Machines damwandproef

Voor de werkzaamheden op de dijk, zijn twee aspecten van de machine om de damwand aan te brengen heel belangrijk. Namelijk het formaat én het gewicht. Als de machine te groot is kan de dijk niet openblijven voor verkeer, daar is de dijk te smal voor. Daarnaast is de dijk niet geschikt voor té zwaar materieel. De machine mag om die reden niet te zwaar zijn. De combinatie van te zwaar en te groot materieel in combinatie met verkeer op de dijk kan ervoor zorgen dat de dijk bezwijkt onder het zware gewicht. Een onveilige situatie die wij willen voorkomen. Daarom hebben wij zorgvuldig nagedacht over de keuze voor geschikte machines op de dijk.

Trilmachine

Er is een speciale rupskraan uit Groot-Brittannië gehaald voor het trillen van de damwanden. Deze kraan is relatief klein en licht. De rupskraan heeft een zogenaamde ‘side-grip’(zie figuur 1). Dit betekent dat de damwand van de zijkant kan worden opgepakt met een klem. Een normaal trilblok hangt boven in een kraan met daaronder de damwand.

Drukken

De drukmachine die bij de damwandproef gebruikt is heet ‘still worker’ en komt uit Groot-Brittannië. Dit is een merknaam. In Nederland wordt vaak gewerkt met een ‘silent piler’. (zie figuur 2) Beide apparaten doen hetzelfde, namelijk over de damwanden ‘lopen’ en de volgende plank erin drukken met een grote klem en hydraulische pers.

Afbeelding: Still worker

Tijdens de damwandproef is onderzocht of een damwanddruk-machine damwanden op diepte kan drukken zonder dat de damwanden te veel gaan bewegen. Dit is bij het gebruik van extra korte planken belangrijke informatie, want deze planken hebben minder fundering in de ondergrond en de machine trekt namelijk aan die planken. Conclusie is: De planken van 9 meter konden prima worden aangebracht met een drukmachine.

Afbeelding: Still worker aan het werk

Voor KIJK zijn er namelijk relatief korte damwanden (9-10 meter) nodig voor de dijkversterking. Het was dus nodig om te kijken hoe damwanden van deze ‘korte’ lengte het zouden doen. Er is toen vooral gekeken naar hoeveel kracht er nodig isom de damwand de dijk in te duwen en hoeveel de damwand hierbij beweegt?

Conclusies en bijvangst

• De damwanden trillen met een side-grip heeft voor- en nadelen. Een voordeel is dat de veiligheid van de opstelling beter is. De plank wordt geklemd en zwaait niet rond.
• Het trilblok dat is verwerkt in de sidegrip is minder krachtig en effectief.
• De rupskraan past niet gemakkelijk op één kant van de weg, omdat hij te veel moet zwenken om de volgende damwandplank in te brengen. Dit komt door de vorm van sidegrip. Bij het zwenken gaat de achterkant van de rupskraan te veel over de rupsen heen naar de zijkant.
• Het pakken van de planken door de side grip is een aandachtspunt. Een plank die plat op de grond ligt kan niet in één keer worden gepakt. Dit vergt enige inspanning wat weer trillingen kan veroorzaken. Dit is een les die wij als ‘bijvangst’ hebben opgedaan en meenemen in het uitwerken van de uitvoeringsplannen.
• Het drukken van korte planken is goed verlopen. Er zijn geen grote vervormingen aan de damwandplanken geconstateerd. Dit draagt bij aan de conclusie om 98% van de damwanden te drukken.

Alle bovenstaande conclusies dragen bij aan de hoofdconclusie om 98% van de damwanden te drukken.

Zettingen

Bij het in de grond duwen of trillen van de damwand kan de ondergrond ‘zetten’. Dit is alsof je de grond indrukt en deze dus als het ware wegzakt. Dit kan gebeuren, vooral in zandige grond.

Afbeelding: Animatie als zetting optreedt

Tijdens de damwandproef hebben we dit onderzocht door de grond voor, tijdens en na de proef te meten.

Conclusie en lessen

• De grond rondom de proef is niet weggezakt bij het inbrengen van de damwanden. We hebben wel kunnen vaststellen dat door veel regen een deel van de fundering onder het asfalt van de parkeerplaats was weggespoeld. Dit is na de proef hersteld.
• In het toekomstig werk houden we rekening met hevige regenval en de gevolgen die dit kan hebben in de verschillende stappen van het werk.

Geluid

Tijdens de proef is het geluidsniveau gemeten van het werk. Hiermee hebben we de werkelijke geluidsproductie van het trilblok kunnen vergelijken met onze verwachtingen. Dit willen wij weten om te bepalen of we tijdens het werk voldoen aan alle vergunningsvoorwaarden rondom geluid.

Conclusie

• De geluidsproductie voldoet aan de verwachting die wij hadden bij het gebruik van een trilblok.
• Het drukken van een damwand is veel stiller dan het trillen van een damwand. Dit komt omdat alleen het zogenaamde ‘powerpack’ hoorbaar is. Dat is de aandrijver van de drukmachine. Dit betekent dat meer drukken gelijk staat aan minder geluid.

Afbeelding: Aandrijver drukmachine, Powerback

Verkeer

In het project KIJK is het belangrijk dat het verkeer langs het werk kan blijven rijden. Zodoende kunnen aanwonenden van de dijk altijd bij hun huis komen. Dit doen we door een halve rijbaan af te zetten voor het werk, zodat de andere rijbaan voor het verkeer open kan blijven. Deze rijbaan wordt dan met stoplichten om-en-om voor één richtingsverkeer open gesteld.

Om veilig de dijk te versterken is een test uitgevoerd met een barrier langs de rijbaan. Dit is een afscheiding van betonblokken, waardoor een auto niet zomaar het werkterrein op kan rijden. Een verkeersregelinstallatie, ook wel stoplichten, regelden tijdens de damwandproef dat het verkeer om-en-om doorgang kon hebben.

Bij het hijsen van damwandplanken is het verkeer gestopt door verkeersregelaars en moest het wachten tot de damwand voldoende vast zat, zodat deze niet meer kon omvallen.

Voor, tijdens en na het werk is het verkeer geteld, zodoende is een goede vergelijking met de normale hoeveelheid verkeer mogelijk. Er is ook bijgehouden of er lange wachtrijen ontstonden.

Conclusie en lessen

• Er waren geen lange wachtrijen, ondanks dat de hoeveelheid verkeer normaal was.
• Bij het plaatsen van de barrier in een krappe bocht moet extra rekening worden gehouden met breedte voor vrachtwagens voor vlotte verkeersafwikkeling. Vrachtwagens sturen meer uit voor scherpe bochten. Chauffeurs rijden voorzichtig en langzaam als de breedte in de bocht te beperkt is. Fietsers kunnen hierbij in de verdrukking komen. Te veel vertraging zorgt er echter voor dat de tijd tussen groen en rood ligt anders moet worden afgesteld.
• Het inhalen van fietsers door auto's bij grotere beschikbare ruimte op de rijbaan is ook een aandachtspunt voor de uitvoeringsplannen