Micro-instabiliteit

Wat is het?

Micro-instabiliteit is het verlies van stabiliteit van grondlagen met een zeer beperkte dikte aan het oppervlak van het binnentalud. De instabiliteit wordt beïnvloed door het grondwater dat door het grondlichaam stroomt en van binnen naar buiten sijpelt.

Het is een vorm van interne erosie bij zanddijken (bij een talud steiler dan 1V:5H) of bij dijken met een zandkern en een kleibekleding als waterstroming (kwel) door de dijk heen optreedt ten tijde van langdurig hoogwater.

Problemen ontstaan door de hoge grondwaterstand (hoge freatische lijn) in het dijklichaam. Door het stromende grondwater wordt materiaal uit de kern van de dijk gespoeld. Bij aanwezigheid van een ondoorlatende toplaag van klei kan deze worden afgedrukt en afschuiven.

Wat gebeurt er?

Als gevolg van de hoge buitenwaterstand stijgt de freatische waterstand in het dijklichaam. Alleen bij een slecht doorlatende buitenbekleding (asfaltbekleding of een kleilaag van > 1m dikte) kan het water moeilijker de dijk indringen waardoor de stijging van de freatische lijn beperkt zal blijven.

Als het binnentalud uit een afdekkende kleilaag overgroeid met gras bestaat, is de afdekkende laag minder doorlatend dan de dijkkern. Door de hoge freatische lijn ontstaat verweking, wordt de bekleding opgedrukt en ontstaan scheuren en verzakkingen. Hierdoor komt zandkern bloot te liggen en wordt materiaal uitgespoeld. Ook is het mogelijk dat de kleilaag gaat afschuiven over de zandkern.

Waar kan het optreden?

Het kan zowel binnen- als buitendijks optreden. Binnendijks tijdens een hoogwater, buitendijks vooral na het snel vallen van de buitenwaterstand, omdat de freatische waterstand in het dijklichaam dan nog zeer hoog is en het buitentalud kan opdrukken.

Bij kleidijken zullen problemen met de microstabiliteit minder snel voorkomen. Dit komt doordat de oppervlakte lagen van kleidijken meer gestructureerd en beter doorlatend zijn dan de kern waardoor geen overdrukken in het binnentalud kunnen ontstaan.

Geconcentreerde erosie als gevolg van lekkend water treedt langs open scheuren of al bestaande gaten (zoals dierlijke graverijen) op. Water dat in het dijklichaam infiltreert verzamelt zich in deze openingen en kan erosie veroorzaken.

Hoe ziet het eruit?

Welke andere faalmechanismen kunnen optreden?

Als micro-instabiliteit is opgetreden ontstaat er een gat in het binnentalud. Bij aanhoudende hoge grondwaterstand in de dijk zullen steeds meer korrels afstromen en afschuivingen plaatsvinden waardoor het gat groter wordt.

Als de deklaag wordt afgedrukt kan dit ook tot afschuiving van het binnentalud leiden.

Na verloop van tijd zal het binnentalud en eventueel de kruin door het gat worden ondermijnd en afschuiven (bijzakt) onder een helling van het natuurlijk talud tot een nieuwe evenwichtssituatie wordt bereikt. Als de kruinhoogte daarbij lager wordt en water over de dijk kan stromen treedt bresvorming op.

In principe beïnvloedt golfoploop en -overslag het mechanisme micro-instabiliteit negatief. Als gevolg van golfoploop en -overslag zal water door het buitentalud, de kruin en het binnentalud naar de ondergrond infiltreren, zodat het freatisch vlak in de dijk sneller zal stijgen.

Welke noodmaatregelen zijn mogelijk?

Het aanbrengen van een omgekeerde filter of een gewichtsberm (steunberm) biedt een mogelijkheid, maar vraagt veel inspanning. Voor het correct kunnen toepassen van een omgekeerde filter is echter kennis van de vereiste korrelgrootte van belang als ook materiaal in voldoende omvang.

In de praktijk is de bouw van een steunberm bijna zo omvangrijk als de bouw van een tweede dijk.

Meer weten?