Bodemgesteldheid

In het algemeen heet de samenstelling van de bovenste lagen van het bodemprofiel de bodemgesteldheid. De bodemgesteldheid heeft invloed op de begaanbaarheid, de draagkracht, de ontwatering en het groeimilieu. Informatiebronnen bodemgesteldheid Gegevens over de bodemgesteldheid vindt u op bodemkaarten en geologische kaarten en in archieven en projectgebonden onderzoek. Veel informatie is centraal en digitaal beschikbaar: Wageningen Universiteit heeft alle bodemgegevens van Nederland als open data beschikbaar gesteld. De Bodemkaart van Nederland is gebaseerd op boorprofielen afkomstig van bemonsteringen van de bodem tot ongeveer 1,50 m diep. In een later stadium komen hier ook de gegevens van diepere boorprofielen bij (Geomorfologische kaart). Het Kadaster stelt via topotijdreis.nl kaartmateriaal beschikbaar van 1815 tot nu. Hiermee kunt u de oorspronkelijke ligging van oude (gedempte) waterlopen in beeld brengen. Het DINO-loket van TNO ontsluit gegevens over de ondergrond, zoals gemeten grondwaterstanden, boorprofielen en andere gerelateerde bodemgerelateerde onderzoeken. N.B. In de bebouwde omgeving is sprake van een geroerde bodemGeroerde bodem is bodem die al één of meerdere keren op de schop is geweest.. Hierdoor is vaak aanvullende informatie over de lokale situatie nodig om tot een goed beeld te komen. Kennis hiervan zit vaak nog in de hoofden van ervaren medewerkers of de lokale bevolking. Laag en hoog Nederland Nederland kunnen we indelen in Oud laag Nederland, Nieuw laag Nederland en Hoog Nederland. Overwegend is sprake van klei, veen- en zandgronden (zie figuur A). Figuur A Vereenvoudigde schematische indeling in grondsoorten (Bron: Stichting RIONED) Vergroot afbeelding Hoog Nederland Hoog Nederland bestaat uit de hogere zandgronden in Oost- en Zuid-Nederland. Ook de duingebieden vallen onder Hoog Nederland. Vaak gaat het om infiltratiegebieden met weinig tot geen grondwateroverlast, al dan niet afgewisseld met lokale kwelgebieden. Naast deze kwelgebieden ontstaan lokaal vaak problemen door slecht doorlatende (leem)lagen (zie figuur B). Hoog Nederland heeft over het algemeen een diepliggende grondwaterspiegel ten opzichte van het maaiveld. De bebouwing bestaat grotendeels uit woningen met fundering op staal Fundering op staal is een funderingswijze waarbij de muren of wanden, meestal door tussenkomst van een verbrede voet, rechtstreeks op de draagkrachtige bodem rusten. De verbrede voet is nodig wanneer de door de muur uitgeoefende druk groter is dan het draagvermogen van de ondergrond. Figuur B Veel voorkomende grondwatersituatie in Hoog Nederland (Bron: Stichting RIONED) Vergroot afbeelding Oud laag Nederland Oud laag Nederland bestaat uit de lage klei- en veengronden in West- en Noord-Nederland. Voor het grootste deel zijn dit kwelgebieden of gebieden die onder invloed stonden van overstromingen. Vanwege de veenlagen zal een kleine ontwateringsdiepte wenselijk zijn om inklinken Inklinken is een bodemdaling door een ontwatering. Een voorbeeld is de voorbelasting met ophoging van de grond voor een infrastructureel werk. Door de ontwatering neemt de waterdruk af. De korreldruk neemt evenredig toe met afname van de waterdruk.van de bodem te vertragen. Dit vraagt om een daarop afgestemde bouwwijze. Vaak is dit type gebieden op verschillende wijzen bouwrijp gemaakt (grondverbetering, draineren) en/of meerdere keren opgehoogd. De variatie in bodemopbouw, grondwaterstanden en typen funderingen maakt de grondwatersituatie complex (zie figuur C). Figuur C Gemiddelde grondwatersituatie in Oud laag Nederland (Bron: Stichting RIONED) Vergroot afbeelding Nieuw laag Nederland De gebieden die de laatste honderd jaar zijn drooggemalen of aangelegd, vallen onder Nieuw laag Nederland, zoals de Flevopolders. Maar bijvoorbeeld ook de (diepergelegen) droogmakerijen in West-Nederland, zoals de Prins Alexanderpolder en de Haarlemmermeerpolder. Deze gebieden hebben over het algemeen weinig waterbergingscapaciteit in de bodem, een laag percentage oppervlaktewater en een grote drooglegging (zie figuur D). Door een waterstandstijging in de boezem kan de kwel toenemen. De bodemopbouw hangt af van de manier van bouwrijp maken. De geohydrologie is meestal minder complex dan die van Oud laag Nederland. Figuur D Gemiddelde grondwatersituatie in Nieuw laag Nederland (Bron: Stichting RIONED) Vergroot afbeelding Bodemdaling en zettinggevoeligheid Funderingen op staal Fundering op staal is een funderingswijze waarbij de muren of wanden, meestal door tussenkomst van een verbrede voet, rechtstreeks op de draagkrachtige bodem rusten. De verbrede voet is nodig wanneer de door de muur uitgeoefende druk groter is dan het draagvermogen van de ondergrond.ondervinden hinder van een dalende grondwaterstand. Extreem lage grondwaterstanden kunnen leiden tot extra bodemdaling in klei- en veengebieden (Dalende bodems, stijgende kosten, PBL, 2011). Funderingen op staal kunnen in deze gebieden gaan verzakken. Dat komt doordat de veranderende bodemsamenstelling zorgt voor een herverdeling van de belasting van de fundering op de ondergrond. Daarnaast kan bodemdaling leiden tot (ongelijke) zetting / consolidatie Zetting of consolidatie is een bodemdaling door een externe belasting. Een voorbeeld is de voorbelasting met ophoging van de grond voor een infrastructureel werk. Door de voorbelasting neemt de korreldruk toe en zoekt een nieuw evenwicht. Er treedt verdichting op van de bodem waarbij water en lucht uit de poriën worden geperst. van de bodem, waardoor negatieve kleef Bij negatieve kleef gaat zakkende (inklinkende) grond aan de funderingspalen hangen en vormt hierdoor een extra belasting. Dit kan resulteren in schade aan fundering en bebouwing. bij houten paalfunderingen kan ontstaan. Bij negatieve kleef gaat zakkende (inklinkende) grond aan de funderingspalen hangen en vormt hierdoor een extra belasting. Dit kan resulteren in schade aan fundering en bebouwing. Bij betonnen paalfunderingen is hier bij het ontwerpproces rekening mee gehouden. Verder kan door bodemdaling de infrastructuur verzakken. (Effect van droogte op stedelijk gebied : kennisinventarisatie, Brolsma, van Meerten, Dionisio, Elbers, 2012). Slappe bodem In Nederland wonen ongeveer zes miljoen mensen op ‘slappe bodem’: veen en klei. Stevige bodems zijn voornamelijk zand en grind. Grote delen van de Randstad, het Groene Hart, de Flevopolders, Friesland en Groningen zijn als slappe bodem te omschrijven. In gebieden waar de bodem slap is, bestaat kans op bodemdaling (zetting) na ophoging met zand of andere materialen. Bodemdaling vindt voornamelijk plaats in de eerste maanden tot jaren na de ophoging, maar restzettingen kunnen over langere perioden (decennia) optreden. In gebieden met dikke pakketten veen en klei treedt forse zetting op. Dergelijke zettingen zijn vaak aanleiding voor nieuwe ophoging, waardoor het proces van bodemdaling versnelt door de toegenomen belasting. Functioneren riolering Traditioneel wordt riolering aangelegd in een zandcunet Een zandcunet is een uitgegraven gedeelte in een niet draagkrachtige grondlaag. In de uitgraving wordt meestal een zandlichaam aangebracht ten behoeve van de benodigde draagkracht van een fundering.. Hiervoor wordt de slappe grond (gedeeltelijk) ontgraven en vervangen door zand. Aangezien het volumegewicht van zand aanzienlijk hoger is dan van veen of klei, zorgt deze zandaanvulling versneld voor zakkingen en kunnen ongelijke zakkingen optreden ten opzichte van onderheide elementen (zoals inspectieputten, bruggen en duikers) en ten opzichte van de omgeving. De zakking kan leiden tot een in de ruimte gevarieerde verandering van hoogteligging, wat een vrije afstroming belemmert. De kans op zand- en slibafzettingen in de riolering neemt hierdoor toe. Alternatieve ophoogmaterialen Om het zakkingsproces te vertragen, worden vaak al alternatieve ophoogmaterialen gebruikt. Deze materialen hebben een lager gewicht dan traditioneel zand. Voorbeelden zijn: flugzand, E-bodemas, hoogovenslakkenzand en EPS (piepschuim). Ook integraal ophogen met overhoogte wordt veel toegepast om verschillen in zetting te voorkomen. Om het beste onderhoudsmoment te bepalen, speelt niet alleen de zakkingsnelheid een rol. Ook de toelaatbare mate van vervorming en de mate waarin de functionaliteit wordt aangetast, zijn belangrijk. Vaak is het ‘snelst zakkende’ onderdeel maatgevend. Funderingsschade In gebieden met een slappe bodem is het onderhoud van infrastructuur aanzienlijk duurder dan in gebieden met een steviger bodem. Uit onderzoek van Deltares en CROW (2014) blijkt dat de uitgaven aan wegen en water voor gemeenten met een ‘zeer slechte’ bodem ongeveer 40% hoger liggen en met een ‘matig slechte bodem’ ongeveer 20% hoger liggen dan bij gemeenten met een ‘goede bodem’.  Zettinggedrag Het kostenverschil komt voornamelijk door verschillen in zettinggedrag. Het zettinggedrag wordt bepaald door het effect van belasting die op de grond wordt aangebracht, door eventuele verlagingen van de grondwaterstand en – bij veengronden – door het vergaan van het veen bij blootstelling aan zuurstof in lucht (oxidatie). Het zettinggedrag bepaalt voor een belangrijk deel de onderhoudsfrequentie. Redenen voor noodzakelijk onderhoud zijn bijvoorbeeld: slechte berijdbaarheid van wegen door ongelijkmatige zakking, verschilzakkingen tussen gefundeerde en ongefundeerde constructies en verschilzakkingen in leidingen. In gebieden met een van nature hoge grondwaterstand moeten gemeenten ophogen wanneer wegen en riolering beneden de grondwaterstand dreigen te zakken. Maar door de extra belasting leidt dit ophogen weer tot toenemende zakking. Paalrot Houten paalfunderingen moeten geheel onder het grondwater blijven. Aand de (bodem)lucht gaan de palen rotten en dan ontstaat funderingsschade (paalrot Paalrot is de aantasting van houten funderingspalen door bacteriën. Grondwaterstandsdaling zorgt voor droogstaande paalkoppen. Hout komt in aanraking met zuurstof, waardoor bacteriën het hout kunnen aantasten. Door paalrot vermindert de draagkracht waardoor mogelijk schade aan de bebouwing ontstaat.). Als de grondwaterstand daalt, kan de paalfundering droog komen staan. Dan komt het hout in aanraking met zuurstof, waardoor bacteriën het hout kunnen aantasten. Hierdoor vermindert de draagkracht en ontstaat mogelijk schade aan de bebouwing. Keuzen in plan- en ontwerpfase Al in de plan- en ontwerpfase kunt u belangrijke keuzen maken die veel invloed hebben op de uiteindelijke onderhoudskosten. Zo kunt u rekening houden met een periode van te verwachten restzettingen, de richting van (geologische) structuren met verschillend zettinggedrag en ongelijk zettinggedrag van onderheide en niet onderheide constructies. Ook kunt u overwegen of alternatieve vormen mogelijk zijn, bijvoorbeeld voor de ligging van onderheide constructies, het laten meezakken van de riolering of de riolering buiten het wegtracé plaatsen. Meer informatie in de kennisbank Aardlagen Heterogeniteit Kennisprogramma bodemdaling