Richtlijn herstel en beheer (water)bodemkwaliteit

Isolatie, verticale afdichting, uitvoeringsvormen, technische gegevens diepwanden, één en twee fasen systemen

Eén-fase en twee-fasen systemen
Bij het één-fasesysteem wordt de sleuf gegraven onder ondersteuning van een cement-bentonietsuspensie. Nadat de wand op diepte is en het paneel is voltooid laat men de suspensie uitharden. De voordelen van een één-faseprocédé zijn de snellere voortgang van het werk en de lagere kosten (met name bij opbouw van een continue wand). Een nadeel is dat de suspensie tijdens het graven kan worden vermengd met bodemmateriaal wat de kwaliteit niet ten goede komt. Ook kan door uitzakken voor verharding ontmenging in de slurry optreden (uitharden van het cement-bentoniet gebeurt in ca. 24 uur). Door deze nadelen wordt vaak voor het twee-fasen systeem gekozen, met name bij diepe wanden in gelaagde bodemprofielen en bij de keuze voor het graven met de hydrofrees.

In het twee-fasensysteem wordt de wand tijdens de graafwerkzaamheden ondersteund door een bentoniet-slurry. Vervolgens wordt het eigenlijke wandmateriaal (cement-bentoniet) volgens de contractor methode in de sleuf gebracht, waarbij het de bentoniet-slurry verdringt. De bentoniet-slurry kan dan na regeneratie (afscheiding van bodemmateriaal) opnieuw als steunvloeistof worden hergebruikt. Voor de verdringing van de bentoniet-slurry door het definitieve wandmateriaal is een voldoende groot verschil in dichtheid (soortelijke massa) tussen beide materialen nodig. Het verdringingsproces is vaak moeilijk te controleren. Voordelen van het twee-fasensysteem t.o.v. het één-fase systeem zijn de grotere flexibiliteit bij de keuze van het wandmateriaal en het verminderde risico van vermenging van het uiteindelijke wandmateriaal met bodemdeeltjes. Ten opzichte van de mengsels voor het één-fasesysteem hebben mengsels voor het twee-fasensysteem een hoog gehalte aan vaste stof.

De tijdelijke spoeling in het twee-fasensysteem bestaat uit een suspensie van bentoniet in water. De bentonietmineralen hebben de vorm van microscopische plaatjes die in water omhuld zijn met een ‘waterhuidje’. Door de interactie van positief geladen randen van de plaatjes en negatief geladen oppervlakken ontstaat, zodra de suspensie enkele minuten niet wordt verstoord, een structuur die wel beeldend wordt omschreven als een ‘kaartenhuis-structuur’. Het gevolg is dat de suspensie zich tot een gel-achtige substantie omzet, die voor dit doel voldoende stabiliteit aan de steunvloeistof geeft. Bij roeren of trillen wordt de gel-structuur weer afgebroken en ontstaat een minder visceuse, goed verpompbare slurry (thixotroop gedrag). De bentoniet- slurry wordt tijdens het graven in de sleuf gepompt en wordt door pompen in een gesloten systeem gecirculeerd waardoor tijdens het graven geen verharding optreedt. De vorming van een ‘filterkoek’ aan het grensvlak van de slurry en de grond in de wand van de sleuf draagt bij tot de stabiliteit van de wand. De filterkoek ontstaat door een initiële indroging langs de sleufwand en vorming van de gel-achtige structuur in de poriën van de grond in de sleufwand. De filterkoek stabiliseert niet alleen de sleufwand maar heeft een lage doorlatendheid en vermindert het verlies van slurry naar de omringende bodem (zie literatuurverwijzing 16).

Tijdens de uitvoering moeten monsters worden genomen van de tijdelijke spoeling zowel als van de definitieve sleufvulling en in een laboratorium worden beoordeeld. Monstername uit de verharde wand door gedeeltelijke ontgraving naderhand is zinvol om de kwaliteit van het uiteindelijke product vast te stellen. In principe kunnen de monsters op een groot aantal eigenschappen worden gecontroleerd. Bij de sanering van het Griftpark werd ernaar gestreefd de controle tot ‘gidsparameters’ terug te brengen. Dit principe wordt ook bij andere saneringen gehanteerd.