Bouwen op slappe bodem vraagt om innovatie aanpak

Tekst: Henk Wind

Beeld: Stills uit video’s Regiodeal Bodemdaling Groene Hart

Op slappe bodems moet infrastructuur regelmatig fors worden opgehoogd.

In de delta die Nederland is, is het vrijwel niet te voorkomen om te bouwen op slappe bodem, zoals veen en klei. Dat hoeft geen probleem te zijn mits de goede maatregelen worden getroffen, stelt Arend van Woerden van ingenieursbureau Sweco, tevens als expert verbonden aan het Kenniscentrum Bodemdaling en Funderingen (KBF). “Doordat goede grond in Nederland in toenemende mate volgebouwd raakt, bouwen we steeds vaker op slappe bodem. Dat vereist extra maatregelen die tijd en geld kosten, maar die door de enorme druk op de woningmarkt vaak niet worden genomen. Tegelijkertijd is bouwen op de slappe bodem in het verleden ook niet altijd goed gedaan.”

Grote spons

Slappe bodem komt met name voor in Zuid-Holland, Noord-Holland, Friesland en Groningen, maar bijvoorbeeld ook in de regio Zwolle. “Kijk je naar veen, dan zie je dat dat eigenlijk één grote spons van plantenresten is, volgezogen met water. Als je daarop gaat bouwen, wordt er water uitgeperst en verliest die spons volume. Dan krijg je dus zakking. Dat doen we al eeuwen, maar de echte uitbreidingen zijn gaande vanaf de Tweede Wereldoorlog. Je ziet dan dat huizen op palen worden gebouwd, maar de weg op het veen of de klei ligt. Neem je geen tijd voor voorbelasting – waarbij je de spons goed indrukt met zand – dan gaat de weg zakken en moet je na tien tot twintig jaar alles fors ophogen. Dat is inclusief kabels en leidingen, maar ook moet je de bomen vervangen. Je kunt niet zo maar een extra grondpakket bovenop de wortels van bomen aanbrengen want dan gaan die verstikken.”

De kosten van dergelijke constante reconstructies lopen enorm op. “Op zandgebieden als de Veluwe en de Achterhoek gaat riolering wel tot 80 jaar mee met goed onderhoud. In gebieden met slappe bodems moet je die dus elke tien, twintig of dertig jaar vervangen. Dat is een groot verschil in kosten. Je komt dan op kosten van wel € 30.000,- tot € 70.000,- per woning, nog los van de kosten die bewoners maken voor het ophogen van hun eigen tuin.”

Arend van Woerden – destijds nauw betrokken bij de proefvakken die de Gemeente Woerden opzette – toont de schade door verzakkingen.

Ontwerpen op slappe bodem

Het moet dus echt anders. Dat begint wat Van Woerden betreft al bij nieuwbouwplannen: “Je ziet dat nieuwbouwwijken in gebieden met slappe bodem nu net zo worden ontworpen als in gebieden met een stevige zandgrond. Om zo’n inrichting mogelijk te maken moet je dat hele gebied langdurig voorbelasten met een metersdikke laag zand. Maar daarmee trek je wel de hele natuurlijke situatie uit het lood. In plaats daarvan kun je ook ontwerpen maken met die slappe bodem als gegeven. Je zou er voor kunnen kiezen om tussen woningen en tuinen een vlonder of trapje te maken en dus te ontwerpen op een zakkende tuin. Beplanting kun je aanpassen op een nattere tuin, bijvoorbeeld door voor een wilg te kiezen in plaats van een eik. Ook de infrastructuur kun je in je ontwerp aanpassen. Moet je per se een brede straat hebben met aan beide kanten parkeervakken en een stoep? Of kan het ook een eenrichtingsweg zijn met aan één zijde een stoep, waarbij je elders gaat parkeren? Dan krijg je een veel kleiner oppervlak aan infrastructuur en voor dat deel wat je overhoudt kun je dan duurdere maatregelen nemen.”

Robuuste oplossing

Die maatregelen zijn dan altijd maatwerk. “Je kunt plaatselijk voorbelasten, maar daar moet je dan wel de tijd voor nemen. Je kunt ook kiezen om de infrastructuur te onderheien. Of je kunt werken met lichte ophoogmaterialen. Persoonlijk zou ik de voorkeur geven aan onderheien of een ophoging met zand. Als je goed voorbelast kun je een heel groot deel van de zakking wegnemen en onderheien is zettingsvrij. Toepassing van lichte ophoogmaterialen is technisch ingewikkelder. Het vereist zorgvuldigheid in de uitvoering en een speciale aanpak, zoals het inpakken van het materiaal. Verder moet je het riool inpassen en liggen kabels en leidingen liever in zand dan in lichte ophoogmaterialen. Ophogen met zand of onderheien is voor nieuwbouw een robuustere oplossing dan toepassing van lichte ophoogmaterialen.”

Schuimglas is een relatief nieuw materiaal om infrastructuur op te hogen zonder toevoeging van veel gewicht.

Reconstructie

Bij reconstructies van wegen is voorbelasten geen optie en worden andere afwegingen gemaakt. “Ophogen met zand is het goedkoopste. Maar het gewicht daarvan is wel 1.600 kg/m³. Daarmee neemt de belasting dus weer toe en drukt er nog meer water uit de spons. Aangezien die veenlaag soms wel 10 meter dik is of meer, gaat dat nog wel een tijdje door. Je kunt ook kiezen voor lichte ophoogmaterialen. Een materiaal als EPS bijvoorbeeld wordt al meer dan 40 jaar toegepast. Dat is het lichtste materiaal met 15 tot 30 kg/m³, maar is ook pakweg vier keer zo duur als zand. Andere ophoogmiddelen zijn er ook, zoals Bims (500 tot 900 kg/m³ droog gewicht) en Argex-korrels (400 tot 500 kg/m³), waarvan de kosten ook behoorlijk hoger zijn dan zand. Het komt er dan eigenlijk op neer dat je financieel een afweging moet maken tussen de verschillende materialen. Werk je met lichte ophoogmaterialen – en doe je dat goed – dan wordt de levensduur van de constructie significant beter en komt die uit op twintig tot veertig jaar. Maar daar komt wel bij dat uitvoering met licht ophoogmateriaal in de praktijk niet altijd goed is gegaan en dus geen absolute zekerheid biedt. Dan ga je toch afwegingen maken.”

Dit ondanks dat er al jarenlange ervaring is met dergelijke lichte ophoogmaterialen en technieken, erkent Van Woerden: “Maar die kennis van vorige projecten zit vooral bij de mensen in het hoofd die straks uitstromen en hoe hou je die kennis dan op peil? Ook blijken die projecten vaak niet goed gedocumenteerd. Wanneer is het aangelegd en hoe en wat is er in de loop der jaren nog aan aangepast? Dat is vaak niet meer te achterhalen. Daarom willen we dat nu goed onderzoeken en documenteren en zijn er een aantal jaren geleden proefvakken opgezet op initiatief van de Gemeente Woerden.’

“De monitoring van die proefvakken loopt tot en met 2028 en is in handen van kennisinstituut Deltares. Die deelt zijn bevindingen met het KBF, dat nu als opdrachtgever fungeert. Van de opgedane kennis kunnen overheden en ingenieursbureaus profiteren.”

Input voor modellen

“Het KBF wil de input ook gebruiken voor het verbeteren van de modellen die bodemdaling voorspellen. Die blijken niet nauwkeurig genoeg. Er zit een afwijking in tot wel 30 procent. Ze geven wel richting, maar het is vaak te veel om een goede keuze te maken tussen de verschillende materialen. Daarom meten we nu heel nauwkeurig. We meten niet alleen de verzakking van de top, maar ook dieper in de ondergrond, maar ook de lengte van het vak en de achtergrondzettingen. Met de informatie die we hiermee opdoen kan ook het onderwijs aan de hbo- en WO-opleidingen verbeteren.”

Bims en Argex zijn lichte ophoogmaterialen die geregeld worden toegepast.

Nieuwe materialen

In de proefvakken worden naast de meer traditionele ook nieuwe, innovatieve materialen onderzocht. ‘Er is een behoefte aan een uitgebreidere toolbox aan materialen, onder meer vanwege aspecten als de grote variatie in de bodem, grondwaterstand en de snelheid van bouwen. Het is geen one size fits all. We hebben een heel palet nodig tussen 0 en 1.600 kg/m³ dat zand weegt. Inmiddels is bijvoorbeeld al schuimglas toegevoegd als nieuw licht ophoogmateriaal. Dat is met 150 tot 180 kg/m³ een echte lichtgewicht. Maar het is over het algemeen wel duurder dan EPS. Verder is er behoefte aan biobased materialen, ook al gezien de ambitie van Nederland om te komen tot een circulaire economie. We testen bijvoorbeeld wilgentenen. Dat is een materiaal dat al door de Romeinen werd gebruikt voor wegenbouw in gebieden met slappe bodem.”

Wat de beste keuze is, is volgens Van Woerden steeds weer opnieuw een afweging: “Maar wat daarbij kan helpen is een Life Cycle Costing methode. Daarin worden de kosten van aanleg, beheer, onderhoud en levensduur meegenomen en financieel afgewogen. Daarin zie je nu wel al dat lichte ophoogmaterialen zichzelf wel uitbetalen, zeker in de meest slappe gebieden.”

Klimaatverandering

Een term die nog niet gevallen is, is klimaatverandering. “We moeten daarin twee soorten bodemdaling onderscheiden: bodemdaling door oxidatie van veen en bodemdaling door het aanbrengen van gewicht op het maaiveld. Oxidatie speelt voornamelijk in landelijke gebieden waar waterschappen het waterpeil laag houden zodat koeien in de wei kunnen lopen. Door toenemende droogte en hitte oxideert het veen sneller, waardoor de bodem daar zakt. Wij denken dat in stedelijk gebied bodemdaling door oxidatie een kleinere rol speelt. Over het algemeen is door ophoging in het verleden het veen onder water gedrukt, waardoor het niet kan oxideren Maar we controleren dat in ons onderzoek wel en bekijken of de ophooglaag daadwerkelijk in het water blijft liggen en de laag daaronder niet droogvalt.”

“Er is wel een andere relatie met klimaatverandering. Dan gaat het over bomen. Grotere bomen kunnen helpen om oververhitting te beperken. Maar in de gebieden met slappe bodems krijgen veel bomen niet de kans om oud te worden, omdat ze een ophoging niet overleven. Hierdoor ben je minder in staat om hittestress te voorkomen met bomen. Het rooien van bomen tast ook de kwaliteit van de leefomgeving aan.”

“Een ander probleem is rioolschade die optreedt door verzakkingen van slappe bodems. Je kunt daardoor bij hevige regenval vuil water op straat krijgen, maar ook kan het riool gaan werken als drainage. Daardoor onttrek je grondwater aan het gebied en kunnen in combinatie met langere periodes van droogte paalfunderingen droog komen te staan. Houten palen, zoals veel woningen van voor de jaren 80 hebben, gaan dan rotten. Zulke funderingsschade zorgt voor hoge kosten.”

Handleiding

Van Woerden en KBF zien een grote noodzaak om bij bouwen in gevoelige gebieden meer rekening te houden met de slappe bodem. Daartoe is eerder al onder meer een handleiding opgesteld door Sweco in opdracht van het KBF. De handleiding (te vinden via de site van KBF: https://www.kbf.nl/themes/infrastructuur-handleiding-uitvoeringsprojecten-openbare-ruimte/) geeft overzichtelijke handvatten en een stapsgewijze aanpak om op juiste wijze rekening te houden met bodemdaling in een project. Tevens biedt KBF een Toolbox Bodemdaling in Steden aan en werkt het KBV voor nieuwbouw en bestaande bouw actief met partners aan kennisontwikkeling/-bundeling doet om tot nieuwe handelingsperspectieven te komen.