Veel van de kadeconstructies die na de jaren vijftig zijn aangelegd in de Rotterdamse haven naderen het einde van de beoogde ontwerplevensduur van vijftig jaar. Dit betekent dat de focus van civiele ingenieurs zal verschuiven van het ontwerpen van nieuwe infrastructuur naar het toetsen en beoordelen van bestaande infrastructuur. Het proefschrift van Alfred Roubos leidde tot veranderingen in de maritieme bouwwereld en biedt ook waardevolle inzichten voor andere geotechnische constructies.
Het op een juiste wijze beoordelen van kademuren is essentieel om de resterende levensduur veilig en verantwoord te kunnen vaststellen. Praktische methodes om deze beoordeling goed te kunnen uitvoeren zijn er nog niet. In 2019 onderzocht ik bij Havenbedrijf Rotterdam op welke wijze de betrouwbaarheid van kademuren kan worden beoordeeld en welke aspecten hierbij moeten worden meegenomen. Met dit onderzoek promoveerde ik aan de TU Delft tot doctor in de weg- en waterbouwkunde. Het proefschrift Verbetering sterktebeoordeling van kademuren bracht nieuwe inzichten die leidden tot een aanpassing van de Eurocode, de Europese norm voor het toetsen van de veiligheid van mogelijke bouwconstructie.
Een belangrijke eerste stap is te bepalen hoe betrouwbaar een kade moet zijn. De vereiste betrouwbaarheid hangt nauw samen met de gevolgen van falen. Hoe hoger het faalrisico, hoe hoger de benodigde betrouwbaarheid. Tijdens mijn onderzoek kwam ik erachter dat huidige betrouwbaarheidseisen specifiek zijn afgeleid voor gebouwen en bruggen, terwijl een kademuur vaak een heel ander risicoprofiel heeft. Bij een gebouw speelt de onzekerheid in wind- en sneeuwbelasting vaak een dominante rol. De sterkte van grond is bij een kademuur juist een onzekere factor. De gevolgen van falen kunnen ook per type kademuur behoorlijk verschillen. Voor de commerciële kademuren zijn economische overwegingen vaak maatgevend voor de vereiste betrouwbaarheid, terwijl bij het in stand houden van bestaande kademuren het borgen van menselijke veiligheid een belangrijke rol speelt. Inmiddels zijn nieuwe betrouwbaarheidseisen voor maritieme constructies opgenomen in de ontwerphandboeken van CROW en in de Nederlandse bijlage van NEN-EN1990.
Nieuwe richtlijnen nodig
Na het vaststellen van de vereiste betrouwbaarheid maakte ik veel faalkansberekeningen. Dit gaf nieuwe inzichten. Zo bleken met name tijdsonafhankelijke stochastische variabelen, zoals de sterkte van grond, een grote invloed te hebben op de faalkans van een kademuur. Dit inzicht is cruciaal bij het beoordelen van bestaande kademuren en mogelijk ook voor het toetsen van andere geotechnische constructies. De reden hiervoor is dat statistisch gezien de kans groot is dat de werkelijke sterkte van een kade hoger is dan destijds aangenomen in het ontwerp. En dat deze kans toeneemt als een kade ouder wordt, oftewel een ‘bewezen sterkte’ heeft (Fig. 1A). Vanuit dit perspectief daalt de faalkans in de loop der tijd en is een bestaande kademuur die nog niet is bezweken dus betrouwbaarder geworden. Als gevolg van degradatie, bijvoorbeeld corrosie, neemt de betrouwbaarheid van een kade na verloop van tijd echter weer af Fig. 1B). Beide aspecten hebben daarmee invloed op de betrouwbaarheid van een kademuur.
