Page content
Wat is het?
Heave is een situatie waarbij verticale korrelspanningen in een zandlaag wegvallen onder invloed van een verticaal uitredende grondwaterstroming; ook fluïdisatie of de vorming van drijfzand genoemd.
Als de buitenwaterstand stijgt stroomt het grondwater onder de waterkering in richting polder. Door de omhoog gericht grondwaterstroming ontstaat als gevolg van de hoge wateroverspanning een verlies van korrelcontact. In geval van een cohesieve grondlaag leidt dit tot opdrijven en opbarsten van deze deklaag; in geval van een niet cohesieve grondlaag tot heave. Drijfzand (fluïdisatie) kan daamee ook in een opening in de deklaag als gevolg van opbarsten optreden.
Wat gebeurt er?
De zandlaag onder een waterkering staat veelal rechtstreeks in contact met het buitenwater. Als het buitenwater stijgt ontstaat er waterdrukverschil over de dijk. Als gevolg van dit waterstandsverschil kan het buitenwater via de watervoerende zandlagen onder de dijk naar de polder stromen. Door deze stroming kan fijn materiaal gaan opdwarrelen op plekken waar geen deklaag aanwezig is. Bij hoge waterstanden kan de waterdruk in het watervoerende pakket dusdanig hoog worden dat de bovenliggende slappe lagen kunnen worden opgedrukt. De waterdruk in het watervoerende pakket is dan hoger dan het gewicht van het slappe lagen pakket. Als gevolg van de wateroverdruk kunnen er scheuren ontstaan in het pakket van slecht doorlatende, samenhangende lagen. Deze kan vervolgens opbarsten. Door de scheuren die hierbij ontstaan kan water uittreden. Op het moment dat deze scheur is ontstaan hoeft niet direct piping op te treden. Het water moet eerst voldoende opwaartse kracht kunnen leveren om de zandkorrels vanuit het zandpakket verticaal over de dikte van het slecht doorlatende zandpakket omhoog te kunnen stuwen. Het water stroomt uit het zandpakket naar dit punt, omdat dit de weg van de minste weerstand vormt. Na het opbarsten kan het water wegstromen, zodat de druk in het zandpakket ter plaatse van het uittredepunt bijna gelijk wordt aan die van het polderwater. Een groot deel van het water dat door het zandpakket stroomt, wordt nu afgevoerd via het opbarstkanaal.De stroomlijnen in het zandpakket concentreren zich nabij het uittredepunt, met andere woorden de stroomsnelheid ter plaatse van het uittredepunt is hoog. De snelheid kan zo hoog zijn dat de waterstroming het gewicht van het zand overschrijdt: het zand bevindt zich dan in een zogenaamde gefluïdiseerde toestand (drijfzand) en gedraagt zich als een zware vloeistof. Deze zware vloeistof wordt afgevoerd door het opbarstkanaal. Bovenaan het opbarstkanaal is sprake van in beweging zijnde zandkorrels in de vorm van in de wel “kokend” zand. Het zand wordt als gevolg van de hoge gradiënt (waterdrukverschil over opengescheurde deklaagdikte) door het omhoog wellende water naar boven gestuwd en zakt ter plaatse van het maaiveld weer terug naar de pipe als gevolg van de afname in stroming bij het verlaten van de pipe. Het zand lijkt als het ware te ‘koken’. De druk van het omhoog wellende water is nog onvoldoende hoog om het zand over de rand van de wel te transporteren en op maaiveld af te zetten. Het water uit de wel komt dan wel over de rand heen en er is sprake van een watervoerende wel.
Waar kan het optreden?
Heave treedt op in zandmeevoerende wellen. Deze kunnen binnendijks aan de teen van een dijk, in een sloot of zelfs in het achterland optreden. Heave (drijfzandsituatie) treedt op als de opwaarste stroming in een opbarstkanaal in evenwicht zijn de gewichtskracht van de zandkorrels en deze in een zweeftoestand of zelfs opwartse beweging terechtkomen.
Hoe ziet het eruit?
Welke andere faalmechanismen kunnen optreden?
Terugschrijdende erosie
Welke noodmaatregelen zijn mogelijk?
- Opkisten van de wel
- Slootpeil verhogen, eventueel lokaal door afdammen sloot met schotten of zandzakken
- Pipingberm aanleggen
- Sloot dempen