NL2013332B1 - Dijk, een werkwijze om een dijk te verbeteren en een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze. - Google Patents

Abstract

Dijk, omvattende een zich langs een scheiding tussen landgebied en watergebied uitstrekkend dijklichaam waarbij het dijklichaam is voorzien van een zich in een langsrichting van het dijklichaam uitstrekkend doorgaand, in hoofdzaak staand georiënteerd barrièrescherm ter belemmering van transport van grondpartikels waarbij het barièrrescherm is gevormd uit grond gemengd met bindmiddel. Het barrièrescherm kan worden gevormd door grond uit het dijklichaam ter plaatse tot korrels te vormen en de korrels met het bindmiddel aan elkaar te verbinden.

Description

Titel: Dijk, een werkwijze om een dijk te verbeteren en een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze.

De uitvinding heeft betrekking op een dijk, een werkwijze om een dijk te verbeteren en een inrichting voor het aanbrengen van een barrièrescherm in een dijk.

Uit de stand der techniek zijn dijken bekend, omvattende een zich langs een scheiding tussen landgebied en watergebied uitstrekkend dijklichaam waarbij het dijklichaam is voorzien van een zich in een langsrichting van het dijklichaam uitstrekkend doorgaand, in hoofdzaak staand georiënteerd barrièrescherm ter belemmering van transport van grondp artikels.

Het gebruik van een doorgaand barrièrescherm in een dijklichaam dient voor het voorkomen van verzwakking van de constructie van de dijk door tunnelvormige ruimtes onder de dijk. Zonder barrièrescherm kan als gevolg van een waterstandverschil tussen het buitendijkse gronddeel en binnendijkse gronddeel kwelwater met grondp artikels onder de dijk stromen. De tunnelvormige ruimtes kunnen leiden tot verzakking of doorbraak van de dijk. Dit probleem waarbij de constructie van de dijk wordt verzwakt door vorming van tunnelvormige ruimtes wordt ook wel “piping” genoem d.

In de stand van de techniek wordt met behulp civieltechnische ingrepen het piping probleem tegengegaan. Zo kunnen er barrièreschermen in de dijk worden geplaatst om kwelwater met grondp artikels tegen te houden. De bekende barrièreschermen worden uitgevoerd als damwanden van bijvoorbeeld beton of staal.

Een nadeel om bijvoorbeeld stalen damwanden te gebruiken in een dijk om het piping probleem tegen te gaan is dat een stalen damwand met relatief veel kracht in de dijk moet worden geslagen waardoor trilhngen ontstaan die tot trillingschade leiden in de omgeving en/of de dijk. Deze werkwijze leidt tevens tot veel geluidsoverlast in de omgeving.

In geval van een betonnen damwand moet eerst een sleuf worden gegraven waarin beton wordt ingegoten. Deze methode vereist het gebruik van meerdere verschillende machines en aan-en afvoer van materialen wat zeer tijdrovend en complex is.

Wanneer de damwand in het binnendijkse gronddeel van het dijklichaam wordt geplaatst ontstaat er een risico van binnendijks opwellend water. Omdat een damwand afdichtend werkt zal er wateropbouw in het dijklichaam plaatsvinden. Dit leidt uiteindelijk verzadiging van de dijk en opwellen van water tussen de damwand en de dijk. Om dat te voorkomen kan een additioneel ontlastsysteem noodzakelijk zijn, met afvoerpijpen om het kwelwater weg te voeren.

Volgens een aspect wordt met de uitvinding beoogd om te voorzien in een dijk van het in de aanhef omschreven type, die minstens zonder een deel van de genoemde nadelen kan worden verbeterd.

Volgens een aspect wordt met de uitvinding beoogd om te voorzien in een werkwijze voor het verbeteren van een dijklichaam minstens zonder een deel van genoemde nadelen.

De uitvinding voorziet in een dijk volgens de aanhef van conclusie 1, met als kenmerk dat het barièrrescherm is gevormd uit grond gemengd met bindmiddel.

Door te voorzien in een barièrrescherm dat is gevormd uit een mengsel van bindmiddel en de reeds in het dijklichaam aanwezige grond kan de aan- en afvoer van verschillende materialen en grondstoffen voor de constructie van het barièrrescherm worden verminderd. In het bijzonder kan door gebruikmaking van op het dijklichaam reeds aanwezige grond een barrièrescherm in het dijklichaam worden gevormd zonder eerst een sleuf open te graven of een damwand in de dijk te slaan. De kosten van een dergelijk barrièrescherm zijn bovendien aanzienlijk lager dan die van een stalen damwand.

Het mengsel van de in het dijklichaam aanwezige grond en bindmiddel kan gebruikt worden om de grond een stevige, homogene en samenhangende korrelachtige structuur te geven, dat wil zeggen een structuur van verbonden korrels. Deze korrelachtige structuur dient als een b arrièrescherm.

In een uitvoeringvorm bevat het barrièrescherm korrels van de grondsoort van de grond in het dijklichaam aangrenzend aan het barrièrescherm, welke korrels door het bindmiddel aan elkaar verbonden zijn. Het gemiddelde korrelvolumen in het barrièrescherm kan bijvoorbeeld gemiddeld kleiner zijn dan één, twee of tien kubieke milhmeter per korrel. De grondsoort in het dijklichaam aangrenzend aan het barrièrescherm kan homogeen of gelaagd zijn, structuren bevatten die groter zijn dan de gemiddelde korrelgrootte in het barrièrescherm. Door de aanwezigheid van korrels in het barrièrescherm wordt een veel steviger structuur verkregen zou worden door bindmiddel dat aan gelaagde grond, of grond met grotere structuren toegevoegd. Uit de grond gevormde en door bindmiddel met elkaar verbonden korrels kunnen voorzien in een stevige structuur.

Het barrièrescherm strekt zich bij voorkeur minstens uit tot een diepte in het dijklichaam waarop in afwezigheid van het barrièrescherm de grondpartikels door kwelwater zouden worden meegevoerd, bijvoorbeeld tot een diepte van één tot tien meter onder het oppervlak van de grond ter plaatse van het barrièrescherm.

Het barrièrescherm is bij voorkeur smal uitgevoerd met een breedte van tussen 0.1 meter en één meter dwars op de langsrichting van het dijklichaam, bijvoorbeeld tussen 0.4-0.7 meter. In de langsrichting strekt het barrièrescherm zich bij voorkeur continu uit over de gehele lengte van de dijk, of als er onderbrekingen zijn dan bijvoorbeeld pas na minstens tien of honderd meter continu barrièrescherm.

In een uitvoeringsvorm bevindt de top van het barrièrescherm zich dan onder het oppervlak van het dijklichaam ter plaatse van het barrièrescherm, bijvoorbeeld 0.5-2 m eronder. In een uitvoeringsvorm is het barrièrescherm ter plaatse zijn afgedekt met een klei, zand of lemen toplaag, waarop bijvoorbeeld een weg kan worden aangelegd.

In een uitvoeringsvorm is het bindmiddel cement, bentoniet, kalk, topcrete of vliegas (bijvoorbeeld gecertificeerd vliegas), of een mengsel hiervan met verder materiaal, bijvoorbeeld van meerdere van cement, bentoniet, kalk, topcrete en vliegas.

In een uitvoeringsvorm is het bindmiddel een grout, zoals bijvoorbeeld verkregen met een mengel van cement, water en eventueel ook gemengd met een toeslagmateriaal en hulpstoffen waarbij grout wordt gemengd met de grond van het gronddeel om een barrièrescherm te vormen.

Afhankelijk van praktische overwegingen kan worden gekozen om het barrièrescherm te plaatsen in een buitendijks gronddeel van het dijklichaam (tussen de voet van de dijk en het water), of een binnendijks gronddeel van het dijklichaam (aan de van het water afgekeerde kant van de dijk) of een middengronddeel van het dijklichaam. Wanneer het barrièrescherm geplaatst wordt in het buitendijkse gronddeel wordt bijvoorkeur gebruik gemaakt van in hoofdzaak waterdicht barrièrescherm. Zo kan behalve dat wordt bereikt dat tunnelvormige kanalen in het dijklichaam kunnen ontstaan tevens verzadiging van de dijk worden tegen gegaan.

Een andere uitvoeringsvorm is om het barrièrescherm in het binnendijkse gronddeel te plaatsen. In dit geval wordt bijvoorkeur gebruik gemaakt van een waterdoorlatend barrièrescherm. Zo kan worden bereikt dat een deel van het kwelwater door het barrièrescherm heen kan stromen en/of worden geabsorbeerd, terwijl transport van grondpartikels door het scherm wordt belemmerd en/of gefilterd. Doordat het barrièrescherm in dit geval vloeistofdoorlatend kan worden uitgevoerd zal het kwelwater zich niet ophopen in het dijklichaam en is een ontlastsysteem overbodig.

Een andere uitvoeringsvorm is om het barrièrescherm in het middengronddeel van het dijklichaam te plaatsen. Bij voorkeur is het barrièrescherm in deze uitvoeringsvorm in hoofdzaak waterdoorlatend uitgevoerd. De uitvoeringsvorm in het hart van de dijk (kruin) is met name voordelig op kleine dijken. Met name sommige veendijken zijn klein en vaak alleen bovenop de dijk toegankelijk. In een uitvoeringsvorm kan een klein dijklichaam als geheel als barrièrescherm uitgevoerd worden zoals in dit document beschreven voor het barrièrescherm als deel van een dijklichaam.

Het doorgaande barrièrescherm kan bij voorkeur de vorm hebben van een aaneenschakeling van kolommen, waarbij de kolommen aansluitend naast elkaar staan, maar bij voorkeur elkaar overlappen om zo het barrièrescherm te vormen dat zich continu parallel aan het in langsrichting uitstrekkend dijklichaam uitstrekt. Naast elkaar geplaatste kolommen kunnen door kolomsgewijs mengen met betrekkelijk lichte machines gevormd worden.

Door de kolommen van het barrièrescherm overlappend naast elkaar te plaatsen kan eenvoudiger worden voorkomen dat tussen de kolommen alsnog tunnelvormige ruimtes ontstaan waardoorheen kwelwater met grondpartikels kan worden meegevoerd. De kolommen zijn bij voorkeur in hoofdzaak staand uitgevoerd. In een uitvoeringsvorm bevindt de top van de kolommen zich onder het maaiveld. In een uitvoeringsvorm hebben de kolommen een lengte van minstens één meter in de langsrichting van het barrièrescherm en een breedte van minstens 0.4 meter dwars daarop.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een werkwijze voor het aanbrengen van een barrièrescherm in een dijklichaam ter belemmering van transport van grondp artikels, welk barrièrescherm zich in hoofdzaak staand georiënteerd en in een langsrichting van het dijklichaam doorgaand uitstrekt, in welke werkwijze het barrièrescherm gevormd wordt door reeds voor het vormen van het barrièrescherm ter plekke van het barrièrescherm aanwezige grond van het dijklichaam mechanisch te mengen met bindmiddel. Het mengen kan bijvoorbeeld op een diepte onder het oppervlak van het dijklichaam ter plaatse gebeuren.

In een uitvoeringsvorm wordt de voor het vormen van het barrièrescherm ter plekke van het barrièrescherm aanwezige grond in korrels omgezet, bijvoorbeeld door malen, frezen en/of versnijden, en worden de korrels menging met het bindmiddel aan elkaar verbonden. Het mengen kan tegelijk of nagenoeg tegelijk met het vormen van de korrels uitgevoerd worden.

De grond wordt bijvoorkeur zo bewerkt dat korrels (met welke term ook korrelachtige deeltjes worden aangeduid) verkregen worden met een gemiddeld volume van minder dan één of twee kubieke millimeter per korrel. De grootteverdeling van de korrels is bijvoorkeur hoofdzakelijk homogeen. Door de grond uit het dijklichaam tot korrels te vormen en door bindmiddel met elkaar te verbinden wordt het barrièrescherm stevig. Voor veengrond heeft dit het bijkomende voordeel dat de lagenstructuur van het veen te plekke verdwijnt.

In een uitvoeringsvorm wordt het bindmiddel vanuit een bindmiddelreservoir als poeder aan de grond toegevoerd. De inherente vochtigheid van dijkgrond maakt het mogelijk om korrels door toevoeging van droog poedervormig bindmiddel.

In een uitvoeringsvorm bevat het bindmiddel cement, bentoniet, kalk, topcrete of vliegas, of een combinatie hiervan. In een andere uitvoeringsvorm is het bindmiddel een grout zoals bijvoorbeeld verkregen met een mengel van cement vochtig gemaakt met water en eventueel ook gemengd met een toeslagmateriaal en hulpstoffen waarbij grout wordt gemengd met de grond van het gronddeel om een barrièrescherm te vormen. Daarnaast is het ook mogelijk dat het bindmiddel een vloeistof is. Dit biedt als voordeel dat het bindmiddel ook kan worden toegepast op een niet vochtige grond om een barrièrescherm te vormen en dit (semi) vloeibare bindmiddel is relatief eenvoudig uit een bindmiddelreservoir te pompen.

In een uitvoeringsvorm wordt het bindmiddel vanaf een voorafbepaalde diepte en lager in de grond toegevoegd met bijvoorbeeld een toevoerinrichting. Daardoor kan boven het barrièrescherm ruimte voor constructies zoals wegen of hekken worden opengelaten.

In een uitvoeringsvorm wordt het barrièrescherm gevormd door middel van een grondfrees voorzien van bewegende beitels voor het versnijden van de grond, in welke werkwijze de grondfrees door de versneden grond van het dijklichaam wordt verplaatst over een bereik van posities die in het te vormen barrièrescherm liggen, en het bindmiddel wordt geïnjecteerd in de grond waar de beitels doorheen bewegen. Vooraf hoeft zodoende geen grond verwijderd te worden. Eventuele diepteafhankelijke grondsoortverschillen in het dijklichaam aangrenzend aan het barrièrescherm doen zich zodoende in het barrièrescherm op overeenkomstige dieptes voor.

Het bindmiddel wordt tegehjk met het frezen toegevoegd en blijft gemengd met de versneden grond aanwezig op de posities waar de grondfrees vandaan verplaatst is. Door het frezen ter plekke wordt een homogene korrelstructuur verkregen die minder onregelmatig is dan bij injectie van slurrie of inpersen van bindmiddel op zich. De grondfrees kan tegelijkertijd voor mechanische menging met het bindmiddel zorgen.

De vorm en plaats van het barrièrescherm wordt zodoende door de verplaatsing van de grondfrees bepaald. In een uitvoeringsvorm wordt grondfrees telkens in hoofdzaak verticaal verplaatst in elk van een veeltal in de langsrichting van het dijklichaam achtereenvolgende en gedeeltelijk overlappende staande kolommen in het bereik van posities die in het te vormen barrièrescherm liggen.

In een verdere uitvoeringsvorm omvat de grondfrees een rotor die roterend om een cilinder-as wordt aangedreven. Beitels zijn op de omtrek van de cilinder aangebracht, bijvoorbeeld langs een spiraalvorming spoor. In dit geval kan de cilinder met de cilinder-as in de langsrichting van het barrièrescherm in de grond worden ingebracht, zodat de diameter van de cilinder in hoofdzaak de dikte van het barrièrescherm bepaalt en de lengte van de cilinder de lengte van een kolom van het barrièrescherm, of een deel van de lengte, als de grondfrees meerdere van dergelijk cilinders met de cilinders in eikaars verlengde bevat.

Met een grondfrees die is voorzien van bewegende beitels voor het versnijden van de grond kan de grondfrees zich in hoofdzaak neerwaarts bewegen door de grond van het dijklichaam over een bereik van posities die in het te vormen barrièrescherm liggen en waarbij het bindmiddel wordt geïnjecteerd in de grond waar de beitels zich dan doorheen bewegen. De beitels kunnen snijdend en/of mengend zijn voor het wegsnijden van grond en het mechanisch mengen van het bindmiddel met de weggesneden grond.

Met bijvoorbeeld een 3D-positioning systeem kan de grondfrees zodanig worden gepositioneerd voor het vormen van elk van de kolommen van het barrièrescherm.

Een andere uitvoeringsvorm is dat het barrièrescherm uit één geheel wordt gevormd langs het dijklichaam. De grondfrees kan dan een kettingfrees omvatten die in een in hoofdzaak horizontale richting verplaatst wordt door het bereik van posities die in de langsrichting in het te vormen barrièrescherm liggen, waarbij de kettingfrees zich in de diepte tot aan de onderkant van het te vormen barrièrescherm uitstrekt. Op deze werkwijze kan een homogeen barrièrescherm worden gevormd die niet is opgebouwd uit kolommen.

In een verdere uitvoeringsvorm wordt bij het aanbrengen van het barrièrescherm achter de kettingfrees aan tevens een doek uitgerold dat achterblijft in het gevormde mengsel van grond en bindmiddel. Het doek strekt zich bijvoorbeeld in de langsrichting van het dijklichaam in het midden van het barrièrescherm uit. Dit doek is een extra barrière tegen het kwelwater met grondpartikels, hoewel het doek op zich waterdoorlatend kan zijn. Doek kan op zichzelf ook als een barrièrescherm dienen, maar vanwege praktische redenen niet voldoende zijn. Zo is het doek op zich kwetsbaarder voor schade die leidt tot openingen waardoor grondpartikels met kwelwater kunnen worden meegevoerd en minder bestand tegen druk. Daarom is het voordelig om het doek te voorzien in combinatie met het door het bindmiddel en grond gevormde barrièrescherm.

Het barrièrescherm kan waterdicht of (semi) vloeistof doorlatend worden gevormd. Dit kan worden ingesteld door middel van dosering van de hoeveelheid bindmiddel dat per volume-eenheid grond wordt toegevoegd, en het soort bindmiddel. De benodigde dosering en het soort bindmiddel kunnen proefondervindelijk gekozen worden. Voorafgaand aan het plaatsen van het barrièrescherm kan eerst worden gespecificeerd wat de gewenste permeabiliteit van het barrièrescherm is. Met een monster van de grond uit het dijklichaam, of vergelijkbare grond kan experimenteel worden bepaald of, na toevoeging van verschillende doseringen bindmiddel, de gewenste permeabiliteit bereikt wordt. Voor standaardgrondsoorten kunnen de resultaten ook in een tabel worden samengevat, zodat een doseringskeuze zonder nieuwe experimenten mogelijk is.

Bijvoorbeeld, wanneer het een klei-, veenachtig of niet draagkrachtige grond betreft kan het mengsel bijvoorbeeld 100 kg per m3 bindmiddel bevatten om een in hoofdzaak waterdicht barrièrescherm te vormen. In een uitvoeringvorm wordt tenminste 90% van de kwelwaterstroom belemmerd in vergelijking met een dijklichaam zonder barrièrescherm. Wanneer het mengsel bijvoorbeeld 60 kg per m3 bindmiddel omvat kan het barrièrescherm een poreuze structuur krijgen, vergelijkbaar met klei, met kleine poriën. Deze poriën zijn relatief klein in vergelijking met bijvoorbeeld de breedte dikte van het barrièrescherm kolom, zodat een deel van het kwelwater, door het barrièrescherm kan stromen, maar dat transport van grondp artikels wordt belemmerd. Bij voorkeur heeft het barrièrescherm een permeabiliteit van bijvoorbeeld tussen 0 ° -- 10 9 m/s volgens de wet van Darcy, maar deze doorlatendheid kan worden aangepast naar de omstandigheden. Bovendien doordat het barrièrescherm een kleiachtig structuur heeft, kan het scherm flexibel worden uitgevoerd. Het scherm kan daardoor bijvoorbeeld meebewegen met de grond zonder te scheuren.

De uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting voor het aanbrengen van een barrièrescherm in een dijk, voorzien van een grondfrees voorzien van grondversnijdende beitels, een bindmiddelreservoir, en een toevoerinrichting ingericht om bindmiddel uit het bindmiddelreservoir tijdens frezen toe te voeren bij de beitels.

Opgemerkt wordt, dat de hierboven beschreven technische maatregelen van de dijk ook op zichzelf op voordelige wijze kunnen worden toegepast in een dijk met een andere configuratie, d.w.z. de individuele technische maatregelen kunnen desgewenst uit hun context worden geïsoleerd, en op zichzelf worden toegepast, en desgewenst met één of meerdere van de hierboven genoemde maatregelen worden gecombineerd.

Deze en andere doelstellingen en voordelige aspecten blijken verder uit de volgende beschrijving van voorbeeldmatige uitvoeringsvormen aan de hand van de volgende figuren.

Fig.l. een schematische weergave van een dijk zonder een b arrièrescherm;

Fig. 2a-c schematische weergaven van een dijk van Fig.l met een barrièrescherm volgens de uitvinding;

Fig. 3 is een bovenaanzicht van het barrièrescherm van Fig. 2 waarbij overlappende kolommen zijn weergegeven;

Fig. 4 is een schematische weergave een werkwijze voor het aanbrengen van een barrièrescherm in een dijklichaam ter belemmering van transport van grondpartikels;

Fig. 5 is een schematische weergave van een machinekopfrees die kan worden gebruikt in de werkwijze van Fig. 4;

Fig. 6 is een andere uitvoeringsvorm van de m achinekopfrees uit

Fig. 5;

Fig. 7 is een bovenaanzicht van een doekinrichting voor de machinekopfrees uit Fig. 6.

Opgemerkt wordt dat de figuren slechts schematisch weergaven betreffen van voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding, en dat deze gegeven worden bij wijze van niet limiterend uitvoeringsvoorbeeld. In de figuren zijn gelijke of corresponderende onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers aangegeven.

In Fig. 1 is schematisch een dijk 1 weergegeven voorzien van in de langsrichting uitstrekkend dijklichaam 4 dat een landgebied 2 en een watergebied 3 van elkaar scheidt. Het dijklichaam omvat aan de kant van het watergebied 3 een buitendijks gronddeel 5, aan de landkant een binnendijks gronddeel 6 en tussen het buitendijkse gronddeel 5 en het binnendijkse gronddeel 6 een middengronddeel 7. Het middengronddeel heeft een top 8 die een kruin 9 van de dijk 1 vormt. De kruin 9 voorkomt dat water van het watergebied naar het landgebied kan stromen. In Fig. 1 zijn tevens in stippellijnen tunnelvormige ruimtes 10 weergegeven die kunnen ontstaan ten gevolge van een waterstandverschil tussen het watergebied en het landgebied. Door deze ruimtes 10 migreert kwelwater 33 met grondpartikels 34. Grondpartikels 34 zijn korrelvormige gronddeeltjes die door het kwelwater worden meegevoerd en kunnen in grootte variëren tussen ongeveer 1 micrometer en 4 millimeter.

In Fig.2a-c worden schematisch een dijklichaam weergeven met een in hoofdzaak staand barrièrescherm 11 van grond uit het dijklichaam gemengde met bindmiddel. De grond ter plaatse kan de vorm hebben van door het bindmiddel tot een vrij homogene verdehng van korrels van eenzelfde grondsoort als de grond in het dijklichaam (onder korrels worden ook korrelvormige deeltjes gerekend). Daarbij worden de korrels aan elkaar verbonden met een bindmiddel. Het mengsel van de in het dijklichaam aanwezige grond en bindmiddel kan een klei-achtige structuur hebben, zelfs als de korrels zelf van veengrond zijn, en het dijklichaam veengrond bevat.

Het barrièrescherm kan in het binnendijkse gronddeel 6, buitendijkse gronddeel 5 of middengronddeel 7 worden aangebracht. Ook is het mogelijk om meerdere barrièreschermen in het dijklichaam aan te brengen, in dezelfde of verschillende gronddelen van het dijklichaam. Het barrièrescherm dient om transport van grondpartikels te belemmeren. Daartoe kan het scherm de kwelwaterstroom zelf belemmeren, of tenminste het transport van de grondp artikels met de kwelwaterstroom, ook als de kwelwaterstroom zelf niet wezenlijk belemmerd wordt. Bij voorkeur strekt het barrièrescherm zich uit tot een diepte in het dijklichaam 4 waar kwelwater 33 met partikels 34 stroomt, bijvoorbeeld tot een diepte tussen ongeveer 4 meter en ongeveer 10 meter.

In een uitvoeringsvorm waarin het barrièrescherm 11 is geplaatst in het buitendijkse gronddeel 5 (figuur 2a) kan deze in hoofdzaak waterdicht zijn, dat wil zeggen dat minder kwelwaterstroom wordt doorgelaten dan nodig om een verzadigde toestand van het dijklichaam in stand te houden. Het barrièrescherm 11 laat bijvoorbeeld niet meer dan ongeveer 10 % van de stroom van kwelwater, door het barrièrescherm stroomt, vergeleken met wanneer er geen barrièrescherm 11 zou hebben gestaan.

In een uitvoeringsvorm waarin het barrièrescherm 11 wordt geplaatst in de kruin van de dijk (figuur 2b) kan dit in hoofdzaak waterdoorlatend zijn gevormd. Eventueel kan de hele kruin deel uitmaken van het barrièrescherm, met name in het geval van een kleine dijk.

In een uitvoeringsvorm waarin het barrièrescherm 11 wordt geplaatst in het binnendijkse gronddeel 6 (figuur 2c) kan deze is hoofdzaak waterdoorlatend zijn gevormd, dat wil zeggen dat minstens zoveel kwelwaterstroom wordt doorgelaten als nodig is om te voorkomen dat kwelwater tussen de kruin van de dijk en het barrièrescherm 11 opwelt. Dit wordt bereikt met een barrièrescherm 11 dat poriën omvat die een grootte hebben zodanig dat minstens een deel van het kwelwater door het poriën kan stromen terwijl het door het kwelwater aangevoerde partikels door het barrièrescherm worden tegengehouden. Het barrièrescherm 11 laat bijvoorbeeld 1-20 % van het kwelwater door, vergeleken met wanneer er geen barrièrescherm 11 zou hebben gestaan.

Fig. 3 geeft schematisch een bovenaanzicht van het barrièrescherm 11 waarin dit is gevormd door een aaneenschakeling van kolommen 12. De kolommen kunnen nauwsluitend naast elkaar zijn geplaatst, maar bij voorkeur hebben de kolommen een overlappend deel 13 waarbij de kolommen 12 elkaar overlappen, zoals getoond. De lengte van één kolom 11 in de langsrichting van barrièrescherm 11 is bijvoorbeeld tussen de 1- 4 meter, en bijvoorbeeld ongeveer 1.5 meter. De hoogte van de kolom 12 ligt tussen de 2-10 meter en bedraagt bijvoorbeeld ongeveer 7 meter. De dikte van één kolom ligt tussen de 0.1-1 meter en bij voorbeeld ongeveer 0.6 meter. Door het barrièrescherm te vormen uit overlappende kolommen in de langsrichting van het dijklichaam kan het barrièrescherm zich continu langs het dijklichaam uitstrekken zonder tussenruimtes waardoor het barrièrescherm onderbroken wordt. De kolommen kunnen hoofdzaak staand zijn uitgevoerd.

In een uitvoeringsvorm strekt het barrièrescherm zich in de hoogterichting niet hoger uit dan tot op een afstand onder een maaiveld 14. Een top 31 van het barrièrescherm 11 kan zich dan onder het oppervlak van het dijklichaam bevinden, bijvoorbeeld, 0.5 - 2 m eronder.

Het bindmiddel dat wordt gebruikt om te worden gemengd met de grond van het dijklichaam om een barrièrescherm kolom te vormen is bij voorkeur een cement, bentoniet, kalk, topcrete of vliegas (topcrete is een restproduct van de papierindustrie dat bruikbaar is als bindmiddel).

De uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor het aanbrengen van een barrièrescherm 11 in een dijklichaam 4 ter belemmering van transport van grondpartikels. Het barrièrescherm 11 wordt gevormd door grond ter plekke van het barrièrescherm 11 in het dijklichaam 4 mechanisch te mengen met het bindmiddel. Daarbij wordt de grond tenminste nagenoeg gelijk met het mengen versneden, zodat de grond in korrelachtige deeltjes wordt omgezet met een homogene grootteverdeling. Het bindmiddel verbindt de korrelachtige deeltjes tot een stevige structuur die het barrièrescherm vormt.

In de uitvoeringsvorm van Fig. 4 worden de in hoofdzaak staande kolommen in de grond gevormd door bindmiddel 15 uit een reservoir 12 mechanisch te mengen met de grond, met behulp van een grondfrees 17. Er is bijvoorkeur geen open sleuf boven de kop van de grondfrees nodig. Het bindmiddel 15 kan een poeder zijn zoals cement, en omdat de grond in het dijklichaam deels vochtig is, kan het bindmiddel 15 zich daarmee goed mengen. Het bindmiddel wordt door middel van een toevoeringinrichting 21 welke is voorzien op de grondfrees 17 toegevoerd. Bijvoorbeeld vanaf een voorafbepaalde diepte zoals bijvoorbeeld tussen 0.1- 10 m onder het oppervlak van het dijklichaam 4 aan de grond toegevoegd.

Door de menging ontstaat over het algemeen een enigszins verhoogd grondoppervlak ter plaatse van het barrièrescherm 11. In een uitvoeringsvorm wordt de grond na het mengen samengeperst, bij voorbeeld door er met een zware machine over heen te rijden, of door er een belasting op te plaatsen. Het samenpersen vergroot de stevigheid van het barrièrescherm 11.

Het barrièrescherm 11 kan waterdicht of vloeistofdoorlatend worden gevormd. Bijvoorbeeld wanneer de grond van het dijklichaam 4 klei-, veenachtig of niet draagkrachtige grond omvat kan deze gemengd worden met 100 kg per m3 bindmiddel om een in hoofdzaak waterdichte barrièrescherm 11 te vormen zodat ongeveer tenminste 90% van het stromend kwelwater, wanneer een barrièrescherm 11 afwezig zou zijn, door het barrièrescherm 11 kan worden belemmerd. Wanneer in dit geval bijvoorbeeld 60 kg per m3 bindmiddel wordt toegevoegd aan de grond van het dijklichaam kan een in hoofdzaak waterdoorlatende barrièrescherm 11 worden gevormd. De vloeistofdoorlatendheid van het barrièrescherm 11 kan bijvoorbeeld tussen O-0 -- 10-9 m/s volgens de wet van Darcy liggen zodat grondpartikels van het door het dijklichaam 4 heen van het watergebied naar het landgebied 2 migrerend kwelwater kan worden belemmerd.

In Fig. 5 is een schematische weergave van de grondfrees 17 weergegeven die wordt gebruikt in een inrichting voor het aanbrengen van een barrièrescherm 11 in een dijklichaam. De grondfrees 17 omvat een kruisvormig lichaam 18 voorzien van een staand deel 19 en een liggend deel 20 welke in hoofdzaak loodrecht aan elkaar zijn. Het staande deel 19 is voorzien van een toevoerinrichting 21 waardoorheen bindmiddel 15 kan stromen van het reservoir 16 naar een einde 22 dat uitmondt bij het liggende deel 20 om zo het bindmiddel 15 in de grond te kunnen injecteren ter vorming van een barrièrescherm kolom 12. De injectierichtingen zijn met pijltjes aangegeven.

Aan de zijkanten van het liggend deel 20 zijn roterende cilinders 25 aangebracht. Tijdens gebruik strekt het liggend deel 20 zich in hoofdzaak langs het dijklichaam 4 uit. De cilinders 25 zijn aan hun omtrek voorzien van de grondversnijdende beitels 26 die langs een spiraalvormig spoor zijn aangebracht, en als snijders en mengers fungeren om zo de grond te versnijden en het geïnjecteerde bindmiddel 15 met de losgesneden grond samen mechanisch te mengen om een barrieschermkolom 12 te vormen. Zoals getoond in de figuur spuit het einde 22 van de toevoerinrichting 21 het bindmiddel van uit het midden van het staande deel naar de grondversnijdende beitels 26. In een uitvoeringsvorm kunnen extra mengschoepen op de cilinder worden aangebracht die niet voor het versnijden dienen.

In bedrijf worden de cilinders 25 machinaal om de cilinderas geroteerd. Dit dient zowel voor versnijden van de grond als mengen van de grond met het bindmiddel. De cilinders 25 worden horizontaal georiënteerd verticaal door de versneden grond bewogen.

Aan een einde van het staande deel 19 is een roterende freeskop 23 aangebracht. In de figuur wordt deze ter illustratie los van de inrichting getoond, maar in de inrichting bevindt de freeskop zich onderaan in het verlengde van het staande deel 19. In bedrijf baant de freeskop 23 de weg neerwaarts voor het deel tussen de cilinders 25 van de grondfrees 17, bijvoorbeeld verticaal naar beneden, door de grond van het dijklichaam 4.

De freeskop 23 is daarvoor voorzien van bewegende snijdende beitels 24 voor het versnijden van de grond.

Doordat de grondfrees 17 is voorzien van roterende cylinders 25 met snijdende en mengende beitels 26 kan worden voorkomen dat grote klonten grond kunnen ontstaan die geen bindmiddel bevatten. Dergehjke klonten zouden het barrièrescherm verzwakken. Het risico van dergehjke klonten zou bestaan als het bindmiddel slechts in de grond wordt geïnjecteerd en de grond niet tot korrels wordt gevormd en gemengd met bijvoorbeeld mengende beitels. Wanneer het bindmiddel in een kolom 12 met de grond voldoende is gemengd beweegt de grondfrees 17 zich opwaarts om daarna op soortgelijke wijze de volgende kolom 12 van het barrièrescherm te vormen. Daarbij wordt de grondfrees 17 gepositioneerd om overlappende kolommen 12 langs het dijklichaam 4 te vormen, die samen het barrièrescherm 11 vormen.

Positioneren van de grondfrees 17 wordt bijvoorkeur met een 3D positioning systeem gedaan, bijvoorbeeld op basis van GPS positionering. Hoewel een enkele rotor is getoond die zowel voor het mengen en het versnijden dient zouden ook boven elkaar aparte rotors voor respectievefijk het versnijden en het mengen gebruikt kunnen worden.

Een andere uitvoeringsvorm van de inrichting voor het aanbrengen van een barrièrescherm 11 in een dijklichaam is op schematische wijze in Fig. 6 weergegeven. Hierin omvat de grondfrees 17 een kettingfrees 27. De kettingfrees 17 bevat een eindloos rondlopende transportketting waaraan versnijdende beitels 26 gekoppeld zijn. In bedrijf strekt de kettingfrees 17 zich in de diepte uit tot aan een onderkant van het te vormen barrièrescherm 11. Bij voorkeur wordt een diepte gebruikt tot voorbij een diepte waarbij schadelijk kwelwater zal stromen, d.w.z. bijvoorbeeld tot tussen ongeveer 2 meter en ongeveer 10 meter en bij voorbeeld tot ongeveer 7 meter.

In bedrijf beweegt de ketting de snijdende en mengende beitels 26 verticaal waardoor tijdens de verplaatsing grond losgesneden zal worden. Een toevoerinrichting 21 voert bindmiddel toe bij uitkomst van de grond en/of op één of meer dieptes, bijvoorbeeld langs het neergaande deel van de kettingfrees 27. De beitels mengen de grond mechanisch met het bindmiddel 15. Verder wordt de kettingfrees 27 in hoofdzaak horizontaal langs het dijklichaam 4 verplaatst. Dit heeft het voordeel dat een in de langsrichting continu barrièrescherm 11 gevormd wordt dat niet is opgebouwd uit opeenvolgende kolommen 12. De kettingfrees 27 werpt tot korrels gevormde grond gemengd met bindmiddel op.

In een verdere uitvoeringsvorm bevat de inrichting een avegaar. De avegaar dient om door de kettingfrees opgeworpen grond terug te werken in het dijklichaam. In de inrichting kan de avegaar zich op grondniveau en achter de kettingfrees bevinden (gezien in de horizontale transportrichting). De rotatie as van de avegaar kan dwars op de transportrichting van de kettingfrees gericht zijn (bijvoorbeeld loodrecht erop, of schuin naar achter). In plaats van de avegaar kunnen hiervoor ook een andere grondverplaatser gebruikt worden

Figuur 7 toont een een verdere uitvoeringsvorm waarin naast de kettingfrees 27 een doekinrichting 28 is opgenomen. Zoals in Fig. 7 is weergegeven omvat de doekinrichting 28 een rol 29 waaromheen een doek 30 is gerold. De rol 29 heeft een lengte die nagenoeg overeenkomt met de hoogte van de kettingfrees en bevindt zich naast de kettingfrees 17. Bij de horizontale verplaatsing van de kettingfrees door de grond wordt de rol achter de kettingfrees meebewogen. Het doek 30 is bijvoorbeeld worteldoek. Tijdens het proces waarbij grond wordt weggesneden en gemengd, blijft een deel van het doek 30 in het te vormen barrièrescherm 11 achter wanneer de kettingfrees horizontaal verplaatst wordt. Het doek rolt uit zichzelf af omdat het uiteinde (begin) zich vastklemt in het barrièrescherm. Daardoor wordt het doek 30 bij de verplaatsing van rol 29 afgerold. Rol 29 kan in bedrijf worden vervangen. Bij het vervangen van rol 29 worden de uiteinden van het doek 30 van de vorige rol en het doek 30 van de nieuwe rol met enige overlap machinaal aan elkaar verbonden. Het doek 30 wordt bij voorkeur, in het hart van het barrièrescherm 11 uitgerold. In een uitvoeringsvorm kunnen meerdere doeken tegelijk parallel aan elkaar van meerdere rollen (niet getoond) worden uitgerold. Dit kan gebruikt worden om de bedrijfszekerheid te vergroten.

In figuur 7 is ook schematisch een avegaar 35 aangegeven (het aandrijfmechanisme van de avegaar 35 is uit de tekening weggelaten). De avegaar 35 staat achter de kettingfrees 27 (gezien in de horizontale transportrichting) en dwars op de transportrichting van de kettingfrees 27. De avegaar 35 dient om door de kettingfrees 27 opgeworpen grond terug te werken in het dijklichaam.

De uitvinding betreft ook een inrichting 32 voor het aanbrengen van een barrièrescherm 11 in een dijk 1, voorzien van een grondfrees 17 voorzien van grondversnijdende beitels 24 26, een bindmiddelreservoir 16, en een toevoerinrichting 21 ingericht om bindmiddel 15 uit het bindmiddelreservoir 16 tijdens frezen toe te voeren bij de beitels 24 26.

De werkwijze en de inrichting zijn beschreven voor dijkverbetering, waarbij een langwerpig barrièrescherm 11 wordt aangelegd in de grond om transport van grondpartikels te belemmeren. Een verglijkbare werkwijze en inrichting kunnen ook voor andere doeleinden worden gebruikt, bijvoorbeeld om een blok grond te mengen met bindmiddel, waarbij een dergelijk blok een veel grotere dikte heeft dan een scherm. Een dergelijk blok kan bijvoorbeeld als fundering voor bebouwing worden gebruikt, of voor het fixeren van vervuilende partikels in de grond. Daartoe kunnen de kolommen in twee horizontale richtingen opeenvolgend geplaatst worden bijvoorbeeld in een patroon dat van boven gezien een rechthoek vormt. Ook kan de bewerking met de kettingfrees langs een aantal parallelle, bijvoorkeur deels overlappende stroken worden uitgevoerd. Het gaat dan om een werkwijze voor vormen van een verstevigd blok grond, in welke werkwijze het blok gevormd wordt door reeds aanwezige grond ter plekke van het blok ondergronds in de grond mechanisch te mengen met bindmiddel.

Voor brede barrièreschermen 11 kunnen ook meerder stroken of rijen kolommen nodig zijn.

Het zal de vakman duidehjk zijn dat de uitvinding niet beperkt is tot het hier besproken uitvoeringsvoorbeeld, maar dat vele uitvoeringsvarianten mogelijk zijn binnen het bereik van de uitvinding zoals verwoord in de hierna volgende conclusies.

Claims (19)

1. Dijk, omvattende een zich langs een scheiding tussen landgebied en watergebied uitstrekkend dijklichaam waarbij het dijkhchaam is voorzien van een zich in een langsrichting van het dijklichaam uitstrekkend doorgaand, in hoofdzaak staand georiënteerd barrièrescherm ter belemmering van transport van grondpartikels, met het kenmerk, dat het barièrrescherm is gevormd uit grond gemengd met bindmiddel.

2. Dijk volgens conclusie 1, waarbij het barrierescherm korrels bevat van de grondsoort van de grond in het dijklichaam aangrenzend aan het barrièrescherm, welke korrels door het bindmiddel aan elkaar verbonden zijn.

3. Dijk volgens conclusie 1 of 2, waarbij het barrièrescherm zich uitstrekt tot een diepte in het dijkhchaam waarop zonder het barrièrescherm de grondpartikels door kwelwater zouden worden meegevoerd.

4. Dijk volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het barrièrescherm poriën omvat van een grootte zodanig dat de poriën het kwelwater door het barrièrescherm doorlaten en het barrièrescherm met het kwelwater aangevoerde grondpartikels tegenhoudt.

5. Dijk volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het barrièrescherm zich bevindt in een buitendijks gronddeel van het dijklichaam, en het barrièrescherm in hoofdzaak waterdicht is.

6. Dijk volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het barrièrescherm zich bevindt in een binnendijks gronddeel van het dijkhchaam, en het barrièrescherm in hoofdzaak waterdoorlatend is.

7. Dijk volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het barrièrescherm in hoofdzaak staand georiënteerde kolommen gevormd uit grond gemengd met bindmiddel bevat, waarbij de kolommen achtereenvolgens in de langsrichting van het dijklichaam zijn gerangschikt, waarbij achtereenvolgende kolommen elkaar telkens overlappen.

8. Dijk volgens één der voorgaande conclusies, waarbij een top van het barrièrescherm zich onder het maaiveld bevindt.

9. Dijk volgens één der voorgaande conclusies waarbij het bindmiddel cement, bentoniet, kalk, topcrete, vliegas, of een mengsel van minstens twee hiervan bevat.

10. Werkwijze voor het aanbrengen van een barrièrescherm in een dijklichaam ter belemmering van transport van grondpartikels, welk barrièrescherm zich in hoofdzaak staand georiënteerd en in een langsrichting van het dijklichaam doorgaand uitstrekt, in welke werkwijze het barrièrescherm gevormd wordt door reeds voor het vormen van het barrièrescherm ter plekke van het barrièrescherm aanwezige grond van het dijklichaam mechanisch te mengen met bindmiddel

11. Werkwijze volgens conclusie 10, waarbij de voor het vormen van het barrièrescherm ter plekke van het barrièrescherm aanwezige grond in korrels wordt omgezet, waarin de korrels door menging met het bindmiddel aan elkaar verbonden worden.

12. Werkwijze volgens conclusie 10 of 11, waarbij het bindmiddel aan de grond wordt toegevoerd als een poeder, zoals bijvoorbeeld poeder van cement, bentoniet, kalk, topcrete of vliegas.

13. Werkwijze volgens conclusie 11 of 12, waarbij bindmiddel alleen vanaf een voorafbepaaide diepte onder een oppervlak van het dijklichaam en onder die voorafbepaalde diepte aan de grond wordt toegevoegd.

14. Werkwijze volgens één der conclusies 11-13, omvattende het gebruik van een grondfrees voorzien van bewegende beitels voor het versnijden van de grond, in welke werkwijze de grondfrees door de versneden grond van het dijklichaam wordt verplaatst over een bereik van posities die in het te vormen barrièrescherm liggen, en het bindmiddel wordt geïnjecteerd, in de grond waar de beitels doorheen bewegen.

15. Werkwijze volgens conclusie 14, waarin de grondfrees telkens in hoofdzaak verticaal verplaatst wordt in elk van een veeltal in de langsrichting van het dijklichaam achtereenvolgende en gedeeltelijk overlappende staande kolommen in het bereik van posities die in het te vormen barrièrescherm liggen.

16. Werkwijze volgens conclusie 15, waarbij de grondfrees telkens met behulp van een 3D-positioning systeem gepositioneerd wordt voor het vormen van elk van de kolommen.

17. Werkwijze volgens één der conclusies 11-16, waarin de grondfrees een kettingfrees bevat en de kettingfrees in een in hoofdzaak verticale stand in een in hoofdzaak horizontale richting verplaatst wordt door het bereik van posities die in de langsrichting in het te vormen barrièrescherm liggen, waarbij de kettingfrees zich in de diepte tot aan de onderkant van het te vormen barrièrescherm uitstrekt.

18. Werkwijze volgens conclusie 17, waarin achter de kettingfrees aan een doek uitgerold dat achterblijft in de met bindmiddel vermengde grond.

19. Inrichting voor het aanbrengen van een barrièrescherm in een dijklichaam, voorzien van een grondfrees voorzien van grondversnijdende beitels, een bindmiddelreservoir, en een toevoerinrichting ingericht om bindmiddel uit het bindmiddelreservoir tijdens frezen toe te voeren bij de beitels.