Vernieuwing veiligheidsfilosofie van damwandconstructies
Samenvatting project
In Nederland staat de komende decennia een enorme vervangingsopgave op de agenda waaronder de vervanging en renovatie van ruim 200 natte kunstwerken. Een opgave waar een miljardeninvestering mee gemoeid is, met een significant deel in damwandconstructies. Om de benodigde investering in deze grote hoeveelheid damwandconstructies te kunnen minimaliseren is nieuwe kennis nodig. De veiligheidsfilosofie voor het ontwerp van damwandconstructies in het handboek damwanden CUR166 is aan vernieuwing en verbreding toe. Sinds het verschijnen van het handboek damwanden in 1993 hebben de ontwikkelingen niet stilgestaan. Dit standaardwerk in de geotechniek is inmiddels zo verouderd dat het toe is aan een gehele herziening. Binnen het CROW-project N1498 wordt door circa 20 opdrachtgevers en de marktpartijen gewerkt aan het op basis van bestaande kennis up-to-date brengen van de praktische aspecten van het handboek. Echter voor het onderdeel veiligheidsfilosofie ontbreekt een deel van de benodigde kennis en dient industrieel onderzoek te worden uitgevoerd. Het Havenbedrijf Rotterdam, Fugro, CROW en Deltares gaan samen het onderzoek uitvoeren om te komen tot een herziening en verbreding van de veiligheidsfilosofie voor het ontwerp van damwandconstructies.
Op dit moment worden damwandconstructies nog steeds ontworpen met een 28-jaar oude veiligheidsfilosofie. Bij de introductie van de Eurocode in 2012 heeft Nederland ervoor gekozen om volgens deze oude systematiek damwanden te blijven ontwerpen. De systematiek van de Eurocode is echter een andere en dat leidt tot afstemmingsproblemen en sub-optimalisaties. Het is voorzien dat in 2025 de Eurocode haar eerste grote herziening zal krijgen, dit is een goed moment om de veiligheidsfilosofie voor het ontwerp van damwanden in Nederland te updaten maar ook beter aan te laten sluiten op de Eurocode. Er is onderzoek nodig naar op welke wijze de veiligheidsfilosofie kan worden herzien waarbij onderzocht moet worden op welke wijze nieuwe inzichten en ontwerpmethoden daarin een goede plaats kunnen krijgen. De resultaten van probabilistische analyses van damwandconstructies vormen een van de belangrijkste
pijlers waarop de veiligheidsfilosofie wordt gebaseerd. Voor onverankerde en enkelvoudig ondersteunde damwanden zijn deze analyses reeds beschikbaar. Voor meervoudig ondersteunde dam is echter geen probabilistisch onderzoek beschikbaar waarop een veiligheidsfilosofie kan worden gebaseerd. NB Het herzien van het handboek damwandconstructies zelf valt buiten het PPSproject en wordt opgepakt door de CROW en de reeds opgericht CROW-werkgroep.
Doel van het project
Het doel van het PPS-project is om de kennis van fysische processen relevant voor damwandconstructies en probabilistische methoden via de veiligheidsfilosofie toepasbaar te maken voor het scherper ontwerpen en beoordelen van damwandconstructies en daarmee voorloopt op de volgende generatie Eurocodes die pas beschikbaar komt in de tweede helft van het decennium. Dit onderzoek heeft 2 doelen:•Een veiligheidsfilosofie die de laatste inzichten meeneemt en goed aansluit op volgende generatie van het Eurocode raamwerk•Een breed toepasbare veiligheidsfilosofie voor beoordeling van de betrouwbaarheid van onverankerde tot en met meervoudig ondersteunde damwandconstructies.Bijdrage aan MMIP F1Met het te ontwikkelen veiligheidsfilosofie kunnen niet alleen de kosten beter worden beheerst maar ook kunnen toekomstige innovatieve duurzame damwandconstructies beter worden beoordeeld
Uitgevoerde acties
Onderzocht wordt op welke wijze onder andere de volgende aspecten samenhangend binnen de vernieuwde veiligheidsfilosofie kunnen worden geïmplementeerd: een loadcase aanpak de extreme waarde statistiek degradatie in combinatie met een gevolgklasse afhankelijke materiaalfactoren + ondergrondscenario’s. Daarnaast zal worden onderzocht op welke wijze bij de beoordeling van de betrouwbaarheid van damwandconstructies naast semi-probabilistische ook gebruikgemaakt kan worden van vol-probabilistische methodes. Om ook een goede veiligheidsfilosofie voor meervoudig ondersteunde damwanden te kunnen opstellen worden probabilistische analyses uitgevoerd voor Nederland relevante synthetische scenario’s.In 2021 wordt gewerkt aan de opzet van de veiligheidsfilosofie en worden de probabilistische analyses uitgevoerd. In 2022 zullen de werkzaamheden voor de probabilistische analyses en de veiligheidsfilosofie worden afgerond en in 2023 wordt gepubliceerd in een in vakblad journal of conference proceeding.De werkzaamheden zijn opgesplitst in 2 delen: probabilistische analyses en de veiligheidsfilosofie. •De werkzaamheden voor de probabilistische analyses worden nagenoeg volledig door Deltares uitgevoerd echter wel met een sterke betrokkenheid van alle partners. Zo wordt gezamenlijk gewerkt aan de onderzoeksopzet en keuze van de uitgangspunten analyse tussen resultaten en eventuele benodigde bijsturing. •De werkzaamheden voor het opstellen van de vernieuwde veiligheidsfilosofie zullen voor circa 60% door Deltares worden uitgevoerd en de overige 40% door met name Fugro en het Havenbedrijf Rotterdam. De rol van het CROW bij beide delen is met name die van de communicatie met de CROW-werkgroep N-1498.Activiteit - Type activiteit - Rol partijenProbabilistische analyses - 100% Industrieel onderzoek - Deltares leading en overige partners initiërend & valuerend/bijsturendOpstellen veiligheidsfilosofie - 100% Industrieel onderzoek - Gelijk
Innovativiteit
Nederland behoudt en bevestigt haar positie als Europees gidsland op het gebied van damwandconstructies. Met een veiligheidsfilosofie gebaseerd op een gedegen probabilistische analyse de laatste inzichten afgestemd op de nieuwe generatie Eurocodes en zelfs plaats biedend aan vol-probabilistische analyses heeft Nederland het meest verfijnde maar ook meest flexibele beoordelingskader van Europa. Tot nu toe (in 1990 en 2002) is er alleen industrieel onderzoek met probabilistische berekeningen voor onverankerde en enkelvoudig ondersteunde damwanden uitgevoerd. Er is aangetoond dat dergelijke berekeningen goed de invloed van de fysische processen en bij behorende parameters beschrijven. Echter voor meervoudig verankerde damwanden zijn andere fysische processen en parameters relevant en is het onbekend welke partiele factoren en ondergrondscenario’s er dienen te worden toegepast om tot een vereiste betrouwbaarheid te komen. Dergelijke systematische probabilistisch industrieel onderzoek voor de in Nederland relevante synthetische scenario’s is nog nooit gedaan en betreft innovatief onderzoek om deze kennisleemte in te vullen.