Kwelwegberekening Lane voor dijken en waterkeringen
Beschrijving
Toets een kunstwerk in een waterkering, zoals een sluis, stuw, gemaal of duiker, op piping met de gewogen kwelwegmethode van Lane. Vul het verval en de kwelweglengtes in en kies de grondsoort; je ziet het kritieke verval, de marge en hoe diep een kwelscherm moet zijn.
Invoer velden
Resultaten
De methode van Lane beoordeelt het risico op piping: water dat onder een kering door stroomt en daarbij zand meeneemt, tot de kering ondermijnd raakt. De methode vergelijkt het verval over de kering met de lengte van de weg die het water onder en langs de constructie moet afleggen. Verticale delen, zoals een damwand of kwelscherm, tellen volledig mee. Horizontale delen tellen voor een derde, omdat het water daar veel minder weerstand ondervindt.
De toets luidt: het verval mag niet groter zijn dan het kritieke verval, en dat is de gewogen kwelweglengte (verticaal plus een derde van horizontaal) gedeeld door de factor C van de grondsoort. Een deel van de kwelweg telt als verticaal als het een hoek van 45° of meer met de horizontaal maakt. De factor C loopt van 8,5 voor uiterst fijn zand tot 3 voor zeer grof grind: hoe fijner het zand, hoe langer de kwelweg moet zijn. Voor klei geeft de Nederlandse praktijk geen waarden.
Komt de kwelweg tekort, dan rekent de tool uit hoe diep een kwelscherm moet zijn. Het water moet aan de ene kant langs het scherm omlaag en aan de andere kant omhoog, dus elke meter schermdiepte levert twee meter verticale kwelweg. De factoren C zijn ontwerpwaarden; de formule kent zelf geen extra veiligheidsfactor.
Lane is bedoeld voor kunstwerken in een waterkering, zoals sluizen, stuwen, gemalen en duikers, waar het water langs wanden en schermen stroomt. Voor een dijk zelf is de methode niet de aangewezen keuze. Daar werd tot begin jaren negentig de regel van Bligh gebruikt en geldt nu de rekenregel van Sellmeijer, die ook de dikte en doorlatendheid van de zandlaag en de korrelgrootte meeneemt. Gebruik deze tool voor een dijk dus alleen als eerste orde van grootte, en laat de toets van een primaire waterkering altijd uitvoeren door een geotechnisch adviseur.
Formulas:
-
c_kritisch = if(grondsoort == 'silt', 8.5, if(grondsoort == 'zeer_fijn', 7, if(grondsoort == 'fijn_zand', 7, if(grondsoort == 'middelfijn_zand', 6, if(grondsoort == 'grof_zand', 5, if(grondsoort == 'fijn_grind', 4, if(grondsoort == 'matig_grind', 3.5, if(grondsoort == 'grind', 3, c_handmatig))))))))
-
vf_streef = if(situatietype == 'tijdelijk', 1.5, if(situatietype == 'permanent', 2, 1))
-
h_lw = l_verticaal + l_horizontaal / 3
-
h_dhc = if(c_kritisch > 0, h_lw / c_kritisch, 0)
-
h_nodig = h_verval * c_kritisch * vf_streef
-
l_tekort = if(h_nodig > h_lw, h_nodig - h_lw, 0)
-
toets_lane = if(l_tekort > 0, 'Nee — de kwelweg is te kort. Verleng de kwelweg of plaats een kwelscherm', 'Ja — het verval blijft onder het kritieke verval')
Toets volgens Lane: verval ≤ (verticale kwelweg + een derde van de horizontale kwelweg) / C, met de gekozen extra marge. -
kritiek_verval = round(h_dhc, 2)
Het grootste verval dat de kering volgens Lane aankan, zonder extra marge. -
veiligheidsfactor = if(h_verval > 0, round(h_dhc / h_verval, 2), 0)
Boven 1,0 is het kritieke verval groter dan het optredende verval. -
l_gewogen = round(h_lw, 1)
De verticale kwelweg plus een derde van de horizontale kwelweg. -
l_gewogen_benodigd = round(h_nodig, 1)
Het verval maal de factor C, maal de gekozen extra marge. -
diepte_kwelscherm = round(l_tekort / 2, 2)
Elke meter schermdiepte levert twee meter verticale kwelweg: het water moet langs het scherm omlaag en weer omhoog. -
toets_kwelscherm = if(l_tekort > 0, 'Plaats het scherm tot minstens de berekende diepte en laat de definitieve diepte bepalen door een geotechnisch adviseur', 'Niet van toepassing.')
De schermdiepte volgt uit het tekort aan gewogen kwelweglengte. Een langere horizontale kwelweg kan ook, maar telt maar voor een derde. -
toepassing = 'Lane is bedoeld voor kunstwerken zoals sluizen, stuwen, gemalen en duikers. Voor een dijk geldt de rekenregel van Sellmeijer'
Bij een dijk loopt de kwelweg vrijwel horizontaal door een zandlaag. De rekenregel van Sellmeijer houdt rekening met de dikte en doorlatendheid van die laag en met de korrelgrootte; Lane doet dat niet.
Veelgestelde vragen
Berekening informatie
Meer over waterbouw
Ontdek meer tools gerelateerd aan waterbouw