Verlaging van de grondwaterstand
Grondwater stroomt in horizontale richting door zand- en/of zandige pakketten. In het westen van Nederland zijn in dat verband meestal twee pakketten van belang:
- Het antropogene pakket: dat is het pakket ophoogmateriaal dat zich direct onder het maaiveld (straatoppervlak) bevindt en gewoonlijk 1 tot enkele meters dik is. Het grondwater in dit pakket noemen we freatisch grondwater.
- Het eerste watervoerende pakket: dat is het pakket zandige lagen dat zich in het westen van Nederland op variabele diepte bevindt; in Rotterdam tussen ca. NAP -17 en ca. NAP -35 m. Dit pakket wordt ook benut voor het funderen van gebouwen. Het grondwater in dit pakket noemen we spanningswater, omdat het water onder druk staat en opgesloten is tussen slecht waterdoorlatende lagen.
Tussen beide watervoerende pakketten bevindt zich een dik klei- en veenpakket. Door dit pakket kan wat grondwater sijpelen, maar veel is het niet, want klei en veen zijn slecht waterdoorlatend. De zeer geringe stroming in dit pakket is overwegend in verticale richting. Als gevolg van natuurlijke of kunstmatige processen kan er plaatselijk kortsluiting tussen de watervoerende pakketten zijn en is er daar wat meer uitwisseling van grondwater tussen het antropogene en het eerste watervoerende pakket.
Grondwater stroomt evenals oppervlaktewater van hoog naar laag, d.w.z. in het antropogene pakket van een hoge naar een lage freatische grondwaterstand en in het eerste watervoerende pakket van een hoge naar een lage grondwaterspanning. De stroomsnelheden zijn veel lager dan in rivieren, dat komt doordat de stroming veel weerstand ondervindt van het aanwezige zand: het grondwater moet tussen de zandkorrels door stromen.
Vooral omdat de antropogene laag dun is, is het invloedsgebied beperkt: in de meeste gevallen is dat uit te drukken in tientallen meters. Onttrekking van grondwater uit het antropogene pakket kent daarom alleen lokale effecten: het is van belang voor ter plaatse aanwezige begroeiing en in verband met mogelijke aantasting van houten (paal)funderingen in de directe omgeving.
Spanningswater kent een groot invloedsgebied: het gaat bij grote bemalingen vaak om kilometers. Omdat het invloedsgebied zo groot is, wordt daar bij het ontwerpen van spanningsbemalingen ook terdege rekening mee gehouden. Het grootste risico van spanningsbemalingen is zakking van oude paalfunderingen als gevolg van ‘negatieve kleef’, een extra neerwaartse wrijvingskracht die in dat geval op de palen wordt uitgeoefend. Bij de hedendaagse bouw wordt bij het ontwerp met die extra kracht rekening gehouden, maar bij oude paalfunderingen is dat niet het geval geweest.
Een groot voordeel van een bouwkuip met diepwanden is dat de grondwaterstand en –stijghoogte in de omgeving in principe niet worden verlaagd (zie ook 7.7). Vaak zijn door bijkomende werken buiten de bouwkuip toch beperkte bemalingen noodzakelijk. Specifiek voor diepwanden kan in dat verband het vervangen van de bovenkant van de diepwandpanelen door een doorgaande betonbalk worden genoemd. Hierbij worden meestal korte stalen damwanden aan beide zijden van de diepwand aangebracht, waarbinnen de (freatische) grondwaterstand wordt verlaagd. Als gevolg van lek door de damwandsloten wordt dan echter ook de freatische grondwaterstand buiten de bouwkuip verlaagd.