Sluizen, stuwen, gemalen, damwanden en stormvloedkeringen (zogenaamde natte kunstwerken) zijn gebouwd met een verwachte levensduur tot wel 100 jaar. Voor een deel van deze natte kunstwerken is binnen afzienbare tijd renovatie of vervanging nodig. In het Kennisprogramma Natte Kunstwerken werkt Rijkswaterstaat samen met kennisinstituten aan de vraag wanneer een kunstwerk aan het eind van de levenscyclus is en aan renovatie of vervanging toe is. Doel van dit programma is om de kennis die het oplevert, te delen met meerdere infrabeheerders bij onder andere gemeenten, provincies en waterschappen, ingenieursbureaus en aannemers.

‘Als infrabeheerder wil je zo goed mogelijk weten wanneer je sluis of stuw niet meer voldoet’, zegt Joost Breedeveld van Deltares. ‘Zo’n sluis wordt in de loop der tijd zwakker. Beton begint af te brokkelen, ijzeren constructies gaan roesten en hout gaat rotten. Met onderhoud los je veel op, maar op een gegeven moment is dat niet meer goed genoeg om die sluis te laten functioneren. Met dit onderzoek willen we meer kennis opdoen om de levensduur van natte kunstwerken te bepalen, welke opties er daarna zijn en wat de kosten zijn.’

Toen de Roggebotsluis in 2022 op de nominatie stond om te worden gesloopt, deed zich een uitgelezen kans voor om die kennis te vergroten. TNO, Deltares en Rijkswaterstaat sloegen de handen ineen en combineerden het ontmantelen van de sluis met forensisch onderzoek. ‘Tijdens het slopen van de sluis doen we verschillende metingen en leren zo hoe we onze huidige technische levensduurmodellen en inspectietechnieken kunnen verbeteren, zodat we scherper kunnen vaststellen hoe lang een kunstwerk meegaat’, vertelt Albert Barneveld van Rijkswaterstaat. ‘Een brug kun je van alle kanten inspecteren. Het ingewikkelde van natte kunstwerken is dat het fundament of de constructie deels onder de grond en/of in het water zit, zodat we er niet goed bij kunnen voor inspectie en onderzoek. Nu we onderdelen van de sluis konden uitgraven, zagen we daadwerkelijk wat er op deze moeilijk bereikbare plekken aan de hand was.’

De voorbereidingen voor het onderzoek begonnen al een jaar voor de sloop. Er werd een longlist met ideeën bedacht voor de uit te voeren metingen, waarbij de civieltechnische draagconstructie en bewegende delen centraal stonden. Klanteisen en specificaties voor het onderzoek werden meegegeven aan de sloopaannemer. Toen de sloop begon, stonden alle partijen klaar met specialisten en faciliteiten. ‘Het was een enorme logistieke operatie’, aldus Barneveld.

Deltares deed hydraulisch en geotechnisch onderzoek, TNO inspecteerde de constructie van de sluis. ‘Staal, beton en hout zijn onze vakgebieden’, zegt Ad van ’t Zelfde van TNO. ‘We hebben bijvoorbeeld een inspectie gedaan naar het beton; hoe ziet dat eruit na zeventig jaar. We onderzochten hoe groot de degradatie (aantasting) door corrosie van de damwanden was. En we hebben de stalen bewegingsmechanismen van de sluisdeuren veiliggesteld voor nader onderzoek.’

Deltares richtte zich onder andere op de damwanden. Breedeveld: ‘En dan met name op de verankeringen van die damwanden, die de constructie op zijn plek houden. Die zijn tijdens reguliere onderhoudswerkzaamheden moeilijk te inspecteren. Wij hebben die verankeringen tijdens de sloop verwijderd, meegenomen naar ons lab, 3D ingescand en gemeten in hoeverre deze door corrosie zijn aangetast.’

Naast betere levensduurvoorspellingen leiden de onderzoeksresultaten tot meer kennis over de vraag hoe vervangings- en renovatieopties eruit kunnen zien. De investeringen die hiermee gepaard gaan, zijn vaak fors. Beheerders moeten dan ook zo goed mogelijk deze investeringen onderbouwen en verantwoorden. Van ‘t Zelfde: ‘Hoe meer feitelijke kennis we in de modellen kunnen stoppen, des te beter je de levensduur van kunstwerken kunt voorspellen en welke budgetten je op termijn moet vrijmaken. Door echte metingen in het veld te verrichten, kun je nog beter en betrouwbaarder modelleren.’

Het onderzoek bij de Roggebotsluis is afgesloten, maar mogelijk zal er vaker onderzoek plaatsvinden bij toekomstige sloop van kunstwerken. ‘Er is nog genoeg te onderzoeken. De aannemer heeft goed meegewerkt, maar kon vanwege contract-eisen, tijdgebrek of het budget niet alles behappen’, zegt Ad van ’t Zelfde. Ook niet alle ideeën waren uitvoerbaar. Joost Breedeveld: ‘We wilden graag onderzoek doen naar de gehele fundering van de sluis en naar de bodembescherming in de voorhavens van de sluis. Dat bleek praktisch niet haalbaar of was niet representatief voor andere sluizen.’ Met dit onderzoek wil het kennisprogramma het bewustzijn van andere beheerders vergroten, zoals van waterschappen. ‘Zij hebben veel kleine objecten die op de planning staan voor sloop’, besluit Breedeveld.

RWS heeft zo’n 800 kilometer stalen damwanden in beheer. Een deel hiervan, bijvoorbeeld bij sluizen stuwen, wordt op zijn plaats gehouden door toepassing van ankers. Op de foto zie je een anker van een damwand die is geërodeerd. Een deel van de stang is dunner, waardoor de treksterkte van dat anker is verminderd. Door het lokaal ‘wegvreten’ van materiaal ontstaat een ‘insnoering’. Als de insnoering te veel wordt, kan het anker knappen en moeten de andere damwandankers het opvangen.