Hoe kan Deltares bijdragen aan het langer in gebruik houden van kademuren?

‘Door het achterstallig onderhoud moeten gemeenten vaak snel en op basis van weinig informatie besluiten nemen over het onderhoud en beheer van kades. Er is vaak geen tijd om uitgebreid onderzoek te doen en door de grote variatie in kades in de stad is het ondoenlijk om dat overal te doen. Deltares helpt bij het opstellen van een beoordelingsmethodiek, inclusief veiligheidsfilosofie die - van grof naar fijn - helpt te beoordelen bij welke kades maatregelen wel of niet nodig zijn. Uiteindelijk moet dit leiden tot een groepering van kades in verschillende types, bijvoorbeeld de ouderwetse metselkade en kades met betonnen bovenbouw. Door voor verschillende typen kade een goede uitwerking te ontwikkelen, kan de beoordeling worden versneld.

Een tweede aanpak is dat we een geavanceerd model hebben ontwikkeld dat beter dan traditionele modellen kan omgaan met onzekerheden zoals de kwaliteit van de palen. Hiervoor hebben we een eenvoudige interface gemaakt om het voor de gebruiker zo toegankelijk mogelijk te houden. Dit zogenoemde probabilistisch rekenmodel, kun je zelf verfijnen als je meer meetgegevens hebt. Als je bijvoorbeeld uit inspectie precies weet hoe groot de funderingspalen zijn, vul je dat in. Als je dat niet weet, gaat het model uit van beschikbare gegevens uit de hele stad krijg je ook een oplossing voor het probleem. Dit laat de waarde zien van het toevoegen van metingen en inspecties aan de beoordeling en heeft al veel besparing opgeleverd. Metingen geven ook bij een vernieuwing van de kade belangrijke inzichten, bijvoorbeeld in de invloed die een nieuwe kade heeft op de afstroming van het grondwater richting de grachten.’

Welke meettechnieken kunnen een goed inzicht geven in de staat van de bestaande kades?

‘Kades zitten deels onder water en onder de grond en het is ingewikkeld om metingen te verrichten. Daarom zetten we in op een combinatie van meettechnieken. Dat kunnen satellietmetingen zijn die een hele stad in kaart brengen. We combineren dat met traditionele metingen, met meetapparatuur op de kades. We werken in een groot samenwerkingsproject met verschillende partijen (LiveQuay) ook aan de toepassing van nieuwe technieken, zoals fotogrammetrie, waarbij meetpartijen foto’s maken in de stad. Door die op verschillende momenten te maken en daarna te combineren, ga je patronen herkennen zie je bijvoorbeeld door de tijd heen scheuren ontstaan. We doen ook onderzoek naar het inzetten van trillingen. We meten trillingen van het verkeer en kijken hoe de constructie erop reageert. Of we werken met trillingen die we zelf aanbrengen met een apparaat of door een zware vrachtwagen op de kade te zetten. De combinatie van deze technieken versterken elkaar en zo komen we tot betere oplossingen.’

Onderzoek kademuren in de Deltares GeoCentrifuge

De verwachting is dat door het uitvoeren van proeven op kademuren in de centrifuge de levensduur van veel bestaande wanden verlengd kan worden door een beter inzicht in het gedrag van de grond en de constructie en validatie van geavanceerde rekenmodellen. De proeven leveren ook een bijdrage aan het ontwikkelen van ‘slimme’ infrastructuur, waarbij sensoren optimaal kunnen worden ingezet. De partners in dit onderzoek, waaronder Havenbedrijf Rotterdam, hebben ambities om meer dan 50% CO₂ te besparen bij het ontwikkelen van haveninfrastructuur. Het plan is daarom ontstaan om een grote proefbelasting aan te brengen op een wand, die is voorzien van sensoren. Omdat deze wand daadwerkelijk in gebruik is, moet deze natuurlijk wel heel blijven. Daarom combineren we deze veldproef met een serie centrifugeproeven. Hiermee kunnen we wel tot bezwijken doorbelasten, én we kunnen een serie proeven uitvoeren, waarbij we bijvoorbeeld de grondopbouw variëren, zodat de proefresultaten straks breed bruikbaar zijn. De resultaten van de metingen in de veldproef en de centrifugeproeven kunnen we gebruiken om de rekenmodellen te optimaliseren.

De innovatie van dit onderzoek zit in het combineren van een veldproef, centrifugeproeven en numerieke modellen. Kennisvragen die worden beantwoord zijn verschillen tussen 2D en 3D benaderingen, invloed van stijfheidsverschillen tussen grondlagen en belastingswisselingen. De input gebruiken we voor het vertalen van de sensordata op full scale kademuren. Zo krijgen we meer inzicht over het werkelijke grondgedrag met betrekking tot de levensduur. We kijken daarbij ook naar de effecten van klimaatverandering.