0

publicatie: Handboek Baggerspecie in geotextiele tubes

1 Inleiding

1 Inleiding

1.1 Achtergrond

Meer dan vijftig procent van de wereldbevolking leeft, woont en werkt in de delta’s van de wereld. In 2050 is dat naar verwachting zelfs tachtig procent. In deze delta’s vindt daarnaast meer dan vijftig procent van de wereldvoedselproductie plaats [9, 10].

Door de stijgende zeespiegel, ten gevolge van klimaatverandering, neemt de behoefte aan goedkope en snel inzetbare waterkeringen toe. De Verenigde Naties geven aan dat meer dan twee derde van de grootste wereldsteden kwetsbaar zijn vanwege de ligging in deltagebieden en bedreigd worden door overstromingen vanwege de zeespiegelstijging [9, 11]. De daardoor toenemende vraag naar waterkeringen wordt indirect vergroot doordat vanwege sedimentatie zowel de aders als de haarvaten van de delta’s en deltasteden periodiek volraken met slib. Baggeren is daarom een oneindige en een met regelmaat terugkerende noodzaak. Vanwege de soms lastige en veelal kostbare afzet van de baggerspecie en daarnaast steeds schaarser en duurder wordende primaire grondstoffen, is er wereldwijd een toenemende vraag naar de inzet van baggerspecie als bouwstof. De afgelopen jaren is in de praktijk bewezen dat het mogelijk is om ook water- en grondkerende constructies te bouwen met baggerspecie in zogenaamde geotextiele tubes, ook wel baggertubes genoemd. Deze techniek is tot op heden vooral met succes ingezet op slecht bereikbare plaatsen zoals natuurgebieden alsook gebieden waar opslag- en verwerkingsplaatsen voor baggerspecie zoals depots ontbreken.

Dit handboek kan worden gezien als een aanvulling op SBRCURnet-publicatie 222 “Hoogwaardig bouwen met baggerspecie in geotextiele tubes” die in 2009 is verschenen. Het doel van die publicatie is om geïnteresseerde partijen te voorzien van informatie om de besluitvorming over opschaling en de ontwikkeling van het - destijds nog concept - bouwen met baggertubes te bevorderen [1]. Mede dankzij die publicatie zijn de afgelopen jaren in diverse projecten baggertubes in de praktijk ingezet. Ondanks deze veelal succesvol uitgevoerde en beheerde toepassingen wordt het gebruik van baggertubes als bouwelementen in de markt nog vaak als een innovatieve toepassing beschouwd. Dit geldt met name bij de eindgebruikers zoals gemeenten en waterschappen. De belangrijkste oorzaak die hiervoor wordt genoemd, is dat de opgedane kennis onvoldoende wordt gedeeld. Aannemers met ervaring in het gebruik van baggertubes zien het delen van kennis als bedreiging voor hun opgelopen voorsprong in de markt. Eindgebruikers en hun ingenieurs(bureaus) maken daarnaast veelal gebruik van standaard richtlijnen en handboeken. Met als gevolg dat elke geïnteresseerde eindgebruiker, die potentie in het bouwen met baggertubes ziet, zelf opnieuw ‘het wiel gaat uitvinden’. Soms geeft de noemer ‘innovatief’ de ingenieursbureaus en projectleiders bij de eindgebruikers het benodigde extra comfort om de voor hen onbekende techniek als een pilot toe te passen. In pilotprojecten wordt in het algemeen anders gekeken naar risico’s en de beheersing daarvan.

Baggertubes zijn op maat gemaakte lange ‘worsten’ van geotextiel die een lengte kunnen hebben van honderd meter en een omtrek tot wel dertig meter. De maximale afmetingen worden vooral bepaald door de op te nemen treksterkte van het textiel. De baggerspecie wordt via vulopeningen aan de bovenzijde van de tube erin gepompt. Het geotextiel werkt vervolgens als een zeef waarbij het water van de baggerspecie door de poriën naar buiten gaat en de vaste stof achterblijft in de baggertube. Daarbij wordt vaak gebruik gemaakt van vlokmiddel die de vaste stof laat samenklonteren. Daarmee wordt voorkomen dat de poriën tijdens het vullen verstopt raken.

Figuur 1-1 ‘Worsten’ van geotextiel

1.2 Doel van de publicatie

Het afgelopen decennium zijn er in Nederland enkele tientallen projecten uitgevoerd waarbij baggerspecie versneld is gerijpt in baggertubes. Bij een gedeelte van deze projecten is de baggertube in zijn geheel direct ingezet als bouwelement in bijvoorbeeld oevers en dammen. Bij de andere projecten is na het ontwateringsproces het geotextiel verwijderd en de baggerspecie, veelal dicht bij de ontwateringslocatie verwerkt in ophogingen of vanwege het lagere watergehalte tegen geringere kosten afgevoerd en gestort.

Vanuit de markt is een behoefte ontstaan naar een overzicht van alle opgedane theoretische en praktische kennis van de afgelopen jaren. Voorliggend handboek bundelt de ervaringen die zijn opgedaan en geeft een zo compleet mogelijk overzicht van voordelen en randvoorwaarden bij het gebruik van baggertubes voor de versnelde ontwatering van baggerspecie. Daarbij ligt de focus op toepassingen waarbij de baggertube vervolgens als bouwelement wordt ingezet.

1.3 Leeswijzer

Het doel van voorliggend handboek sluit aan bij het doel van SBRCURnet om opgedane kennis te borgen, te bundelen en te verspreiden. De commissie van het voorliggende handboek is samengesteld om het bouwen met baggertubes op basis van opgedane kennis in de praktijk nader toe te lichten. Dit handboek legt daarom de nadruk op het benoemen van ontwerp- en uitvoeringsrisico’s en de wijze waarop deze uit ervaring het beste beheerst kunnen worden. De details hangen daarbij af van de toepassing. De handleiding biedt daarbij de nodige handvatten die kunnen worden ingezet in het afwegingsproces op welke wijze baggerspecie het beste kan worden verwerkt of toegepast. Dit wordt onderbouwd met een beschrijving van relevante praktijkprojecten, een praktische uitwerking van de risicobeheersmaatregelen en bijbehorend ontwerpgereedschap.

De ontwerptoolkit geeft een overzicht van toe te passen rekenregels voor diverse toepassingen. Daarbij wordt op basis van praktijkervaringen inzicht gegeven in de nauwkeurigheid van de uitkomsten van de diverse functies. De ontwerptoolkit geeft ook richting aan het invullen van besteksteksten waarbij de aannemers zoveel mogelijk de ruimte wordt gelaten en gestuurd kan worden op het gewenste eindresultaat.

In hoofdstuk 2 wordt ingegaan op het gebruik van geotextiele tubes in het algemeen. Allereerst wordt een overzicht gegeven van projecten die in de afgelopen jaren zijn uitgevoerd met baggertubes. Er wordt onderscheid gemaakt in het gebruik van tubes ten behoeve van versnelde ontwatering van baggerspecie en het gebruik van baggertubes als bouwelement. In dit hoofdstuk wordt tevens de meest toegepaste uitvoeringsmethode met betrekking tot het ontwateren en bouwen met baggertubes toegelicht. Er wordt ingegaan op de diverse toepassingsmogelijkheden voor baggertubes als bouwelement zoals bijvoorbeeld onder water in dammen en oevers alsook boven water in dijken en kades.

Hoofdstuk 3 omschrijft de ervaringen die in de afgelopen jaren zijn opgedaan. Deze worden vertaald in beheersmaatregelen voor de risico’s die kunnen optreden bij zowel het ontwateren als het bouwen met tubes. De houding van de diverse actoren wordt omschreven in relatie tot de uitgevoerde projecten. Dit betreffen onder andere de eindgebruikers, waterbeheerders, ingenieurs- en adviesbureaus, aannemers alsook omwonenden. De houding van de actoren is voor een belangrijk deel geïnventariseerd aan de hand van diverse interviews.

In hoofdstuk 4 worden de markt en economie toegelicht. Er zijn diverse redenen om wel of niet te kiezen voor de inzet van baggertubes bij de wens om baggerspecie te verwerken. Voor elk project is de businesscase weer anders. Dit is onder andere afhankelijk van de eigenschappen van de baggerspecie, de mogelijkheid om van de baggerspecie een grondstof, bouwstof of bouwsteen te maken, de transportafstanden alsook de diverse geldstromen die in de omgeving van het project aanwezig zijn. Dit hoofdstuk geeft inzicht in de keten en handvatten voor de eindgebruiker om de juiste keuze met betrekking tot de afzet van de baggerspecie te maken.

Hoofdstuk 5 omvat een inhoudelijke toelichting op alle onderdelen van een baggertube. Een baggertube bestaat uit een omhulling van geotextiel, een vulling van baggerspecie en additieven zoals vlokmiddel die vaak worden ingezet voor een versnelde ontwatering maar mogelijk ook voor de binding van fosfaten.

In hoofdstuk 6 wordt inzicht gegeven in het ontwerptraject. Daarbij wordt omschreven welke ontwerpaanpak in een bepaalde situatie het meest voor de hand ligt. Er wordt advies gegeven met betrekking tot materiaalkeuze, de wijze waarop kan worden gerekend met belastingen op geotextiele elementen, de stabiliteit van de constructie en sterkte van de toegepaste materialen. Daarmee kunnen risico’s en kosten worden verkleind en beter beheerst. Dit geeft voldoende basiskennis om eisen en randvoorwaarden te stellen in een bestek waarbij de aannemers voldoende vrijheid houden in leveranties en aanpak. Ook wordt beschreven hoe het gebruik van baggertubes binnen de wet- en regelgeving past.

Tot slot wordt in hoofdstuk 7 een doorkijk gegeven naar de toekomst. Het omschrijft nieuwe toepassingsvormen die op basis van bestaande functie- en materiaaleisen direct kunnen worden ingezet in constructies. Ook wordt een aantal innovatieve toepassingsvormen geïntroduceerd waar nader onderzoek voor nodig is.