Baggeren en transporteren, projectomvang

Baggerwerktuigen met een gering productievermogen zal men in het algemeen niet snel inzetten bij een grote omvang van het te baggeren volume. Omgekeerd zal een apparaat met een aanzienlijk productievermogen niet snel worden ingezet voor het verwijderen van een geringe hoeveelheid grond. Mobilisatie en uitvoeringskosten en de praktische mogelijkheden voor het in te zetten werktuig zullen steeds aan de basis staan voor de economisch en technisch meest aantrekkelijke keuze. Bij de beschrijving van het prestatiebereik van de werktuigen is ter indicatie het baggervolume aangegeven waarvoor de diverse typen werktuigen kunnen worden ingezet. Daarbij is de volgende schaalverdeling in situ m3 aangehouden:

De meeste baggerwerken waarbij sprake is van verontreinigde waterbodem zijn gering in omvang: tot 10.000 m3 (veelal in regionale wateren). Baggerwerken boven de 100.000 m3 komen voor bij het onderhoud en grote saneringen in het benedenrivierengebied en incidenteel in de grote scheepvaartkanalen. Het betreft hierbij meestal Rijkswateren.

Veelal wordt het te baggeren volume uitgedrukt in, in situ m3 omdat baggerkosten, producties en dergelijke meestal ook in, in situ m3 worden uitgedrukt. Voor de bepaling van de inhoud in middel van vervoer moet rekening worden gehouden met uitlevering ten opzichte van de in situ m3. Omdat deze uitlevering niet van tevoren eenduidig is vast te stellen, zal het transportvolume ook niet eenduidig kunnen worden vastgesteld.

De baggerhoeveelheid kan ook worden uitgedrukt in het getransporteerde gewicht [ton]. Bij transport over de weg vindt weging plaats op de weegbrug. Bij transport over water wordt het vervoerde tonnage bepaald uit het verschil in inzinking bij geladen en leeg schip: ‘het opnemen van de ijk’. Aan de hand van de scheepsmeetbrief wordt vervolgens het tonnage bepaald. Een bijkomend probleem is de bepaling van de hoeveelheid vrij water die bij de ijk is meegenomen. Ten slotte kan de hoeveelheid ook worden uitgedrukt in tonnen droge stof.

Het bepalen van het volume, de zogenaamde kubering, is specialistisch werk. Hiervoor zijn diverse modellen en reken- en tekenprogramma's beschikbaar.

Indien niet verrekend wordt op basis van de hoeveelheid in situ m3, zal voor de budgettering van een werk een keuze moeten worden gemaakt uit een van de bovengenoemde hoeveelheidsbepalingen. Wanneer het vaststellen van het volume of gewicht niet mogelijk is, wordt de omvang en voortgang van een baggerwerk ook wel uitgedrukt in vierkante meters en niet in kubieke meters.

Volume in situ baggerspecie m3

De omvang van de te verwijderen verontreinigde waterbodem wordt uitgedrukt in, in situ m3. Indien binnen het te baggeren profiel sprake is van verontreinigde en niet verontreinigde grond moet in principe gescheiden worden ontgraven (RAW 17.22.01, [4]). In de praktijk zal dit niet altijd praktisch en economisch mogelijk zijn. Het in situ volume vormt de basis voor de aanduiding van de omvang van een werk en het uitgangspunt voor het vaststellen van de benodigde productiecapaciteit van het baggermaterieel bij een gegeven uitvoeringsperiode. Ook kan het dienen als basis voor verrekening. Bij dunne lagen gaat het niet zozeer om het baggeren van een zeker volume, maar om het baggeren van een oppervlakte. In dat geval wordt er de voorkeur aan gegeven, om naast het volume ook het oppervlak aan te duiden, omdat bij het baggeren van dunne lagen de baggerproductie bepaald wordt door het aantal m2 dat door een werktuig per uur kan worden schoongemaakt.

Volume in middel van vervoer

Bij het verwerken van de grond moet men rekening houden met een toename (of afname) van het in situ volume als gevolg van uitlevering. Deze is afhankelijk van de grondsoort en de wijze van ontgraven:

• Bij mechanische ontgraving in samenhangende grond zal de uitlevering gering zijn, ordegrootte < 5%.
• Bij hydraulische ontgraving van samenhangende grond zal door het baggeren de structuur van de grond worden verbroken en door toevoeging van water een grond-watermengsel ontstaan. In het depot zal aanvankelijk als gevolg van afname van de dichtheid, uitlevering optreden die kan oplopen tot 200%. Door consolidatie zal de dichtheid in het depot in de loop van de tijd echter weer toenemen en daarmee het ingenomen depotvolume afnemen ten opzichte van het aanvankelijke ingenomen volume. Bij het vaststellen van het benodigde depotvolume moet hiermee rekening worden gehouden.
• Bij hydraulisch ontgraven van niet samenhangende grond (zand) ontstaat een geringere pakkingsdichtheid op het stort of in het middel van vervoer met bijbehorende uitlevering tot circa 25%.

In deze formules is:

• ρ1 dichtheid vóór ontgraving [kg/m3]
• ρ2 dichtheid na ontgraving [kg/m3]
• ρw dichtheid van water [kg/m3]

In onderstaande tabel zijn gemiddelde indicatieve waarden gegeven voor de dichtheid van enkele grondsoorten en bijbehorende uitleveringen bij mechanische en hydraulische ontgraving.

Tabel 1 Gemiddelde indicatieve waarden voor (situ)dichtheid en uitlevering van diverse grondsoorten

* ontwaterd

Hoeveelheid baggerspecie in ton droge stof

Ten behoeve van de verrekening wordt de gebaggerde hoeveelheid specie dikwijls uitgedrukt in de massa van de droge stof (ton). Hiervoor wordt gekozen indien meting van het in situ volume niet voldoende nauwkeurig is, zoals bij sliblagen of indien het geproduceerde volume in een stort teveel afhankelijk is van de aangevoerde mengselconcentratie en het ontwateringsgedrag van de desbetreffende baggerspecie. Bij sliblagen zal de bovenlaag met geringe dichtheid niet (kunnen) worden gemeten zodat het baggervolume niet eenduidig kan worden vastgesteld. Cohesieve grond en slib hebben na hydraulisch transport beperkte ontwateringseigenschappen. Als gevolg van de variabele dichtheid zal het stortvolume navenant variëren en daarom niet geschikt zijn als indicator voor de verwerkte hoeveelheid. In dat geval wordt de voorkeur gegeven voor een hoeveelheidsbepaling in massa droge stof [ton].

Het omrekenen van massa droge stof naar m3 en vise versa is afhankelijk van de grondslag (klei, zandige of venige bagger). In het programma Prospect (te downloaden via de www.akwa.info site) zijn omrekeningsfactoren opgenomen en kunnen analysegegevens vanuit iBever worden ingelezen. De massa droge stof in tonnen van met water verzadigde grond in middel van vervoer wordt berekend met de formule (RAW 17.27.02, [4]):

massa = (((m/V) - ρw)/ρvast)*ρvast*V*(1/1.000) [ton]

Hierin is:

• ρw = dichtheid van het water [kg/m3]
• ρvast = dichtheid van de vaste stof [kg/m3 ], voor zand 2650 kg/m3
• m = massa van de met water verzadigde grond [kg]
• V = volume van de met water verzadigde grond [m3]