Otar MIP - Smet-Keller

Foto: Royal Haskoning
‘Mixed-in-place
brengt revolutie in
dijkenwereld’
Tekst: Ton Ceelen
Foto’s: Ysbrand Makkink
Innovatieve dijkversterking
voor het eerst in praktijk
toegepast
Projectleider rivieren Herald
Vervoorn van technisch
adviesbureau Royal Haskoning.
Rijkswaterstaat stimuleert binnen Ruimte voor de Rivier het gebruik van innovatieve dijkversterkingsmethoden
als daarmee het landschap gespaard blijft. Mixed-in-place grondverbetering - een
winnend ontwerp van Inside - wordt nu voor het eerst in praktijk gebracht voor de aanleg van
kwelschermen. Volgend jaar vindt waarschijnlijk de eerste dijkversterking plaats.
Behoud van het landschap en
oude poldergebieden was
in 2001 de reden waarom
Rijkswaterstaat bij de sector een
aantal innovatieve concepten voor
dijkversterking bestelde”, vertelt
Herald Vervoorn, projectleider
kust en rivieren bij het technisch
adviesbureau Royal Haskoning. “Dat
speelde bijvoorbeeld bij de Diefdijk
tussen Gorkum en Everdingen. Je
zou kunnen zeggen dat ophogen met
grond in principe altijd goedkoper is
maar dat je zoiets in bepaalde gevallen
niet wilt of kunt doen, bijvoorbeeld
omdat er woonhuizen vlak langs de
dijken staan.
Slappe zones
Het consortium Hakkers-Keller-Royal
Haskoning won in 2002 de prijsvraag
Inside met een op dijken gerichte
toepassing van mixed-in-place (MIP),
een techniek voor grondverbetering
die in Scandinavië en Japan al
meer dan dertig jaar gebruikt wordt.
“Mixed-in-place is een manier om
de sterkte van natuurlijke grond te
verbeteren door slappe zones te
vermengen met cement”, schetst
Vervoorn. “Dat vermengen gebeurt
in de grond zelf, via een lange boormet-spuitkop
aan een kraan. Er komt
dus geen grondverplaatsing bij kijken.
Dat laatste is het grote voordeel,
want het vermindert de overlast voor
Schema
dijkversterking
door mixedin-place
kolommen.
November 2008
33

Mixed-in-place heeft vooral zin als er te weinig
ruimte is om de dijk op te hogen met grond.
Regelmatig worden op
drie niveaus monsters
getrokken voor controle
van het mengsel.
maak je van slappe veengrond een
soort harde klei”, legt Vervoorn uit,
die deze oplossing bedacht. “De
cementkristallen houden de grond
op zijn plaats en omdat het patroon
in blokken gerangschikt is, worden de
grondwaterstromen niet beïnvloed.
Verder blijft er ruimte voor toekomstige
uitbreidingen en ophogingen, wat
gezien het klimaatprobleem best
handig is.”
Voor een gedeeltelijke MIP-versterking
van de noordelijke Lekdijk heeft
Royal Haskoning onlangs een MERrapportage
opgesteld. “De Lekdijk
kent veel lintbebouwing, dus mixedin-place
dijkversterking komt daar
hoogstwaarschijnlijk aan de orde”,
verklaart Vervoorn. “Het aardige is
namelijk dat je maatwerk kunt leveren:
als een huis of een monumentale
boom een beetje in de weg staat,
maak je op die plek het blok van MIPkolommen
half zo breed maar twee
keer zo dik, of je doet alles net een
metertje verderop. Dat maakt niets
uit, zolang die massa er maar komt
te liggen.” De dijkverzwaring aan de
Lek wordt in 2009 uitgevoerd en zal
daarmee de eerste toepassing van
Inside zijn. Deze techniek kost tussen
de 2500 en 4500 euro per meter dijk.
omwonenden. Verder kun je mixedin-place
met relatief licht materieel
uitvoeren.”
Mixed-in-place kent twee varianten: de
droge methode, waarbij het cement in
poedervorm wordt ingebracht, en de
natte methode, waarbij het cement als
slurry wordt ingebracht. Het is volgens
Vervoorn een bewezen techniek die in
het buitenland wordt toegepast voor
grondlichamen onder spoorlijnen,
tunnels, wegen en dergelijke. “De
cijfers voor onze rekenmodellen
waren daardoor ruimschoots
beschikbaar, maar we hebben toch
praktijkonderzoek gedaan om de
daadwerkelijke sterkte op Nederlandse
grond te testen. Hoeveel cement
heb je nodig en bindt het goed? Zijn
er variaties in sterkte en hoe zit het
met de schuifsterkte in verband met
zijdelingse krachten die op de MIPkolommen
worden uitgeoefend? Met
klei heb je geen enkel probleem,
maar met veen is dit moeilijker: dan
heb je relatief veel cement nodig en
werkt de ene cementsoort soms beter
dan de andere. Het resultaat van ons
proefveld in Schoonhoven is geweest
dat we in veenlagen ook bij gebruik
van droge cement een beetje water
laten meelopen om het mengsel
smeuïger te maken tijdens het mixproces.
Zo hebben we de puntjes op
de i kunnen zetten.”
Schuine blokken
Vervoorn ziet drie duidelijke
toepassingen voor mixed-in-place
bij dijkversterking. Op de eerste
plaats afschuiven tegengaan door
een patroon van schuin geplaatste
MIP-kolommen in de binnenteen
van de dijk aan te brengen en zo de
onderlaag te verbeteren. “Eigenlijk
Kwelscherm
De tweede toepassing is verwant aan
het Inside-concept: een rij verticale
MIP-kolommen als kwelscherm,
om piping - het meenemen
van gronddeeltjes door grondwaterstroming
- te voorkomen. Hiervoor
wordt aan het cement een kleiachtig
materiaal (bentoniet) toegevoegd. “De
staalprijs is de laatste tijd verdubbeld
en dan wordt het natuurlijk interessant
om alternatieve oplossingen voor
De cementsilo’s van 10 ton elk
worden twee keer per dag gevuld.
Op de voorgrond het mengvat.
34 November 2008

damwanden te bedenken”, verklaart
Vervoorn de snelle toepassing op
dit gebied. “Je hebt relatief weinig
cement nodig en langere schermen
- tot wel 18 meter - vormen geen
enkel probleem. In het lopende
dijkversterkingsproject langs de Waal
bij Hellouw - vijf kilometer ophoging
met grond en 240 meter piping-scherm
op een stuk waar nauwelijks ruimte is
- vroeg het Waterschap Rivierenland
ons nadrukkelijk om een vergelijking
van verschillende technische
oplossingen. MIP bleek in dit geval
het beste alternatief, qua prijs en qua
mogelijkheden. We gebruiken daar
trouwens de natte methode. Dat is
het beste voor kwelschermen: je krijgt
een sterkere vermenging van zandige
grondlagen, wat de waterdichtheid
vergroot.”
Boezemkades
De derde toepassing waar Royal
Haskoning actief mee bezig is, is
het gebruik van mixed-in-place voor
de verbetering van boezemkades in
oude poldergebieden. “Sinds Wilnis
weten we dat veenkades niet onder
alle omstandigheden veilig zijn”,
aldus Vervoorn. “Je kunt ze alleen
niet zomaar verhogen want dan krijg
je zetting, en verder liggen ze vaak in
moeilijk toegankelijke weidegebieden.
Op zo’n moment lijkt de droge
methode - met een kleine kraan van
hooguit 20 ton - de aangewezen
oplossing. Het cement voegt 300
kilo gewicht per kubieke meter grond
toe, dus de dijk wordt veel zwaarder
en daardoor stabieler. Daarna kun je
hem ophogen zonder dat er zetting
optreedt. Bovendien bindt het cement
het aanwezige water, zodat de kades
niet meer uitdrogen en op gewicht
blijven. Want uitdroging was in Wilnis
de oorzaak van alle ellende.”
Voor een waterschap heeft Royal
Haskoning een varianten nota
opgesteld, waarin als alternatief
voor grondophoging of damwanden
een versterking met MIP-kolommen
wordt voorgesteld. “Als ze daar straks
voor kiezen, is dat een belangrijke
stap”, schildert Vervoorn. “Dan komt
mixed-in-place in beeld voor alle
Nederlandse boezemkades. Het
materieel is standaard te koop en
er zijn verschillende aannemers die
dit soort materieel kunnen inzetten.
Dan krijg je echt een revolutie in de
dijkenwereld.”
Boren en jetgrouten
Uitvoerder Richard Looij van
Smet Keller Funderingstechnieken
Smet Keller Funderingstechnieken
is de uitvoerder van het mixedin-place
kwelscherm langs de
Waaldijk in Hellouw. De natte
MIP-methode die het bedrijf in
Hellouw gebruikt, is afgeleid van
grondkerende betonpalenwanden.
Projectleider Richard Looij van
Smet Keller: “Die worden -
bijvoorbeeld bij het Centraal Station
in Amsterdam - volledig trillingsvrij
aangebracht door een combinatie
van uitboren met een avegaar en
jetgrouten binnen een stalen buis.
Bij zandgrond kunnen we ook in de
buis mixen: dan hoef je geen grond
af te voeren en wordt het zand dus
opgenomen in de beton.”
In Hellouw is een klein deel van
het tracé uitgevoerd met buis in
verband met ruimtegebrek voor de
kraan. De rest van het tracé wordt
de buis weggelaten en is de avegaar
voorzien van twee keramische
spuitkoppen die bij het roterend
optrekken van de boor onder 500
bar druk een paal uitsnijden. Extra
spuitmonden brengen vloeibare
cementslurry in de grond, zodat
maximale vermenging plaatsvindt.
Om sneller op te schieten boort
Smet Keller met drie boorstangen
naast elkaar drie palen van 55
centimeter doorsnee tegelijk, die
elkaar tien procent oversnijden: het
zogenaamde ‘soil mixing’. Op die
manier kan het bedrijf circa 20 meter
kwelscherm per dag aanleggen.
Looij: “Wij vinden het een prachtige
techniek, die als enige nadeel heeft
dat er vrij veel slurry vrijkomt. Je
moet de natte methode dus alleen
inzetten als dat geen bezwaar is.”
Volgens Looij is er geen afname
van stabiliteit tijdens de uitvoering.
“Wel bedraagt de uithardingstijd
ongeveer 28 dagen, maar je brengt
veel gewicht in - hier in de klei 150
kilo per kuub en bij veengrond wel
250 tot 300 kilo per kuub - dus dat
gaat echt niet schuiven.”
Controle op het werk geschiedt
door op drie niveaus monsters te
trekken, waarvan de druksterkte
en doorlatendheid worden getest.
Computers registreren tijdens het
boren de hoeveelheid bindmiddel,
druk, rotatie, optreksnelheid en
verticaliteit van de boorstangen. “De
tolerantie voor scheefstand is minder
dan een half procent in verband
met de vereiste waterdichtheid”,
verklaart Looij. “Van elke paal wordt
een rapport opgemaakt. Zo weten
we precies wat we doen en kunnen
we het eindresultaat garanderen.”
Smet Keller blijft zijn technieken
verder ontwikkelen, zegt Looij. “We
hebben net een soil-mixing frees
gekocht, die tot twintig meter diep
in één beweging een wand kan
bouwen.” Obstakels zijn er ook,
vertelt hij erbij: “Kabels en leidingen
vormen een lastig probleem en
vergunningverleners hebben soms
vragen omdat we materiaal in de
bodem inbrengen. Maar daar komen
we altijd snel uit: cement is heel
onschuldig materiaal en het houdt
zelfs aanwezige bodemvervuiling
vast.”
November 2008
35

File: Lekkerkerker • adv Nieuw. zwart wit
Rijkswaterstaat stimuleert vernieuwing
LEKKERKERKER
ROTTERDAM
Tel.: 010 - 298 58 58 • Fax: 010 - 415 16 17
E-mail: verhuur@lekkerkerker.com
VERHUUR EN HANDEL VAN
Rijplaten, Stalen Damwand
Balkstaal en Draglineschotten
AANNEMING VAN
SLOOPWERKEN
Tel.: 010 - 298 58 59 • Fax: 010 - 415 16 17
E-mail: sloopwerken@lekkerkerker.com
SYSTEM CERTIFICATION
SYSTEM CERTIFICATION
SYSTEM CERTIFICATION
SYSTEM CERTIFICATION
SYSTEM CERTIFICATION
BRL 5050
ISO 14001
SBC 007
VCA**
Bij de Hondsbroeksche Pleij is mixed-in-place SGS toegepast SGSom een SGS nabijgelegen SGS
SGS
natuurgebied en een woonwijk te sparen.
Vareseweg 125 3047 AT
Rijkswaterstaat stimuleert het gebruik van innovatieve
Rotterdam
het regelwerk Hondsbroeksche Pleij in Westervoort, waar
dijkversterkingsmethoden als middel om het draagvlak voor het eerst de mixed-in-place-methode is toegepast
van dijkbouwprojecten te versterken. “Wij zijn geen voor de aanleg van een kwelscherm. “Het gaat hier om een
opdrachtgever maar brengen technieken als mixedin-place
nieuwe dijk aan de rand van een bestaand natuurgebied
of dijkvernageling wel onder de aandacht van en een woonwijk”, verklaart De Boer. “Door mixed-in-
waterschappen en provincies,” zegt programmadirecteur place te gebruiken is er minder ruimtebeslag, minder
Ruimte voor de Rivier Ingwer de Boer bij de opening van grondtransport en ook nog een flinke kostenbesparing
bereikt.” Het kwelscherm in Westervoort aangebracht
door Bauer Funderingstechnieken was 3 miljoen euro
goedkoper dan brede dijken met kleibescherming.
ISO 9001:2000
LEKKERKERKER
ROTTERDAM
Tel.: 010 - 298 58 58 • Fax: 010 - 415 16 17
E-mail: verhuur@lekkerkerker.com
VERHUUR EN HANDEL VAN
Rijplaten en Draglineschotten
De Boer vindt het gebruik van nieuwe technieken niet
riskant: “Veiligheid staat bij dijkenbouw altijd voorop. Alle
nieuwe methoden zijn uitgebreid getest en dijkplannen
worden standaard getoetst door het Expertise Netwerk
Waterveiligheid.” De Boer wijst op een positief aspect
van mixed-in-place dat ingenieurs en uitvoerders zelden
noemen: “Ik heb de hoop dat het gebruik van innovatieve
dijkversterkingstechnieken - samen met de aanleg van
natuur- en recreatiegebieden - de medewerking van de
bevolking vergroot, zodat we minder vertragingen en
minder kostenoverschrijdingen oplopen. Als mixed-inplace
daaraan kan bijdragen, hebben wij een probleem
minder.”
AANNEMING VAN
SLOOPWERKEN
Tel.: 010 - 298 58 59 • Fax: 010 - 415 16 17
E-mail: sloopwerken@lekkerkerker.com
www.lekkerkerker.com
SYSTEM CERTIFICATION
SYSTEM CERTIFICATION
SYSTEM CERTIFICATION
SYSTEM CERTIFICATION
SYSTEM CERTIFICATION
BRL 5050
ISO 14001
SBC 007
VCA**
SGS
SGS
ISO 9001:2000
SGS
SGS
Vareseweg 125 3047 AT
Rotterdam
SGS
Het werk in Westervoort werd uitgevoerd
door de combinatie Van den Biggelaar / Royal
Haskoning. Het mixed-in-place kwelscherm werd
aangebracht door Bauer Funderingstechnieken.
36 November 2008
PMS300
PMS 021