Richtlijn herstel en beheer (water)bodemkwaliteit

Isolatie, verticale afdichting, toepassingsgebied algemeen stalen damwanden, realiseringsmogelijkheden vanuit ontwerp

Ontwerp stalen damwandconstructie

Profielkeuze
De keuze van de profielvorm wordt voornamelijk bepaald door overige functies die de damwand moet vervullen naast de afsluitende functie (bijvoorbeeld een grondkerende functie). Indien de stalen damwand alleen een waterkerende functie heeft, kan worden volstaan met een relatief licht profiel. Uit de projectevaluaties is gebleken dat bij de keuze voor een licht profiel problemen tijdens de uitvoering kunnen ontstaan bij het inbrengen.

De standaardbreedte van de elementen varieert. Om de hoeveelheid sloten te beperken kunnen brede planken worden toegepast en kunnen verschillende elementen in de fabriek aan elkaar worden bevestigd, waarna ze in één keer in de bodem worden gebracht. Als geen slotafdichting wordt toegepast, is het type slotprofiel van invloed op de waterlekkage door de sloten.

Uit de projectevaluaties blijkt dat indien verankering noodzakelijk is nabij een dijklichaam door de dijkbeheerder aanvullende eisen kunnen worden gesteld ten aanzien van de verwijdering van de ankers (injectie van de holle ruimte met bentoniet-cement om kwel te voorkomen). Ook worden bij werken nabij hoofdwaterkeringen eisen gesteld aan de uitvoeringsperiode (niet in de winterperiode).

Keuze staalkwaliteit en -dikte
De kwaliteit en de dikte van het staal bepalen de sterkte(van belang bij heien in bodems met hoge weerstand) en de levensduur. Een veel toegepaste dikte is 10 mm exclusief de coating. De levensduur van staal is sterk afhankelijk van het milieu waarin het zich bevindt. Onder ‘normale’ omstandigheden is de levensduur van een stalen damwand, zeker die met adequate coating, geen beperkende factor in de systeemkeuze. De zuurgraad beïnvloedt de levensduur evenals de aanwezigheid van verontreinigende stoffen. De invloed van verontreinigende stoffen op de corrosie wordt behandeld door S. Roth (zie literatuurverwijzing 21) en A. Wieners (zie literatuurverwijzing 22). Er is sprake van een afname van de levensduur tot minder dan 7 jaar in een zuur milieu. Het toepassen van kathodische bescherming kan uitkomst bieden, maar in dergelijke extreme gevallen wordt dit afgeraden omdat hiermee ook een grote hoeveelheid zink (of een ander onedel metaal) in de bodem wordt gebracht. De dikte van de stalen damwand kan in de gebruiksfase worden gecontroleerd door middel van ultrasone metingen. Ook kan met behulp van speciaal daartoe ontwikkelde sondes (die permanent in de bodem blijven) een indruk van de corrosiesnelheid worden verkregen.(zie onderstaand figuur.)

(zie literatuurverwijzing 22)

Coatings
Met het aanbrengen van een coating kan de levensduur van stalen damwanden worden verlengd. In de meeste gevallen is dit voor een permanente situatie ook noodzakelijk. Met een coating (bijvoorbeeld laagsgewijs aangebrachte poly-urethaan) kan voldoende bescherming tegen agressief grondwater én de in grondwater aanwezige verontreinigende stoffen (al dan niet als puur product) verkregen. Beschadiging van de coating in de uitvoeringsfase moet worden voorkomen.

Ontwerp stalen damwandconstructie

Sloten
De afzonderlijke wandelementen worden met sloten aan elkaar verbonden. Tijdens het heien van stalen damwanden in gronden met een hoge weerstand lopen, als er geen aanvullende maatregelen worden getroffen 1 tot 5% van de planken uit het slot. Dit punt vereist dan ook de nodige aandacht. Beschadigde en/of vervuilde sloten leiden tot verhoogde kans tot uit het slot lopen tijdens het installeren en daarmee tot extra lekkage. Het verdient aanbeveling nieuwe planken toe te passen. Ook dan kan het nog voorkomen dat intacte sloten onvoldoende afdichten. Aandacht voor een goede keuze van het type slot en voor de mogelijkheid van een slotafdichting is daarom van belang.

Naar de ontwikkeling van sloten is onderzoek uitgevoerd. Er zijn tientallen typen sloten op de markt (zie onderstaand figuur. Voor meer informatie zoek ook op stalen damwandprofielen en slotvormen). De doorlatendheid van de sloten kan worden gereduceerd door het aanlassen van stalen veren, die bij het inbrengen een ruimte om het slot veroorzaken. Na de installatie van de damwandplanken kan de ontstane holle ruimte worden geïnjecteerd. Een andere methode is om al in de fabriek een poly-urethaancoating (of zwelkoord) in de sloten aan te brengen. Een te hoge weerstand in de sloten of ongelijkmatig inbrengen van de planken kan in het laatste geval echter leiden tot aantasting van deze sloten.

Uit een door Grondmechanica Delft uitgevoerd onderzoek is gebleken dat door het gebruik van vulmiddelen in damwandsloten de doorlatendheid van verticale wanden bestaande uit individuele damwandelementen met een factor 1000 kan afnemen. Er bestaan verschillende vulmiddelen voor damwandsloten, onder te verdelen in zwellende vulmiddelen en vulmiddelen op basis van bitumen. Fabriekssloten worden met behulp van injectiepistolen met een speciaal vulmiddel vooraf gedicht (zie literatuurverwijzing 3).

Een voorbeeld van een slotafdichting in de sloten is het systeem dat ‘Hoesch’ toepast (zie onderstaande figuur). Een speciale profielvorm zorgt voor een optimale afsluiting. Het benodigde vulmateriaal kan voor installatie in de fabriek of na inbrengen van de damwandelementen met speciaal voor dit doel ontwikkelde apparatuur worden aangebracht.

(zie literatuurverwijzing 5)

Een goede slotafdichting kan ook worden bewerkstelligd door de sloten in vooraf aangebrachte cement-bentoniet palen of kolommen te plaatsen. Deze palen of kolommen worden aangebracht op een onderlinge afstand gelijk aan de onderlinge afstand van de sloten.

Het uit het slot lopen tijdens het plaatsen van damwandelementen kan worden gecontroleerd door middel van in het slot aangebrachte raaksensoren, slotverklikkers en/of elektrische circuits. Als een plank uit het slot loopt wordt dit in de vorm van een toegenomen weerstand waargenomen en kan de plank opnieuw kan worden geplaatst.

Bij het heien van damwandplanken bestaat (vooral in ongeroerde grond) de mogelijkheid dat de plank een dusdanige druk op de voorlaatste plank uitoefent, dat deze alsnog uit het slot gaat lopen. Dit moet eveneens worden gecontroleerd. Door het kiezen van een stijvere slotconstructie kan de kans op het uit het slot lopen worden verkleind. Het uit het slot lopen kan soms worden beperkt door bij het heien water bij te spuiten. Ook door toepassing van een goede geleiding van de planken tijdens het inbrengen, kunnen de spanningen in de sloten en daarmee het uit het slot lopen worden beperkt. Het toepassen van een stelling met een vaste makelaar draagt daar toe bij. Ten slotte kan een mogelijke beschadiging van coatings of slotafdichtingsmateriaal door vervorming als gevolg van oververhitting worden beperkt door de planken vlot (met voldoende zwaar trilblok) in te brengen. De zakkingssnelheid moet dan meer dan 2 m per minuut bedragen.

In fijnkorrelige bodems bestaat overigens de mogelijkheid dat naden na verloop van tijd vanzelf dichtslibben. Door sloten van damwanden die ook een grondkerende functie hebben, treedt in mindere mate lekkage op bij onbehandelde sloten. Dit komt doordat de elementen tegen elkaar aandrukken als gevolg van de op het slot uitgeoefende krachten.