Wat is piping?

Piping is het proces waarbij water onder een waterkering of damwand door de zandlaag stroomt en daarbij zanddeeltjes meeneemt, zodat er een holle gang — een “pipe” — ontstaat die van de uitstroomzijde naar de instroomzijde terugkruipt. Bereikt die gang het water aan de andere kant, dan valt de weerstand weg, spoelt de ondergrond in korte tijd leeg en kan de dijk of de bouwputwand bezwijken.

Hoe het ontstaat

Bij hoogwater staat het water aan de buitenzijde van een dijk hoger dan aan de binnenzijde. Dat verschil duwt water door de zandlaag onder de dijk. Aan de binnenzijde komt dat kwelwater weer omhoog, vaak in een sloot of laagte. Neemt de stroomsnelheid daar toe, dan spoelen de fijnste zanddeeltjes mee. Het eerste zichtbare teken is een zandmeevoerende wel: een klein kratertje met een ringetje zand eromheen, in het land achter de dijk.

Zodra er eenmaal een gang is, gaat het proces sneller: de weerstand daalt, de stroomsnelheid stijgt en er komt meer zand mee. Het is een zichzelf versterkend mechanisme, en juist dat maakt het gevaarlijk.

Waar het speelt

• Rivier- en zeedijken op een zandondergrond met een afdekkende klei- of veenlaag.
• Bouwputten met damwanden, waar het waterpeil binnen de kuip veel lager staat dan daarbuiten.
• Kades, sluizen en duikers, waar een constructie de ondergrond doorsnijdt.

Kwelweg en beoordeling

De beslissende factor is de kwelweg: de lengte van de weg die het water onder de constructie door moet afleggen, afgezet tegen het verval. Hoe langer die weg bij hetzelfde hoogteverschil, hoe kleiner de kans op piping. Voor de beoordeling van Nederlandse waterkeringen wordt het rekenmodel van Sellmeijer gebruikt, dat naast kwelweglengte en verval ook de korrelgrootte en de doorlatendheid van het zand meeneemt. Oudere vuistregels, zoals de regel van Bligh, waren aanzienlijk grover.

Maatregelen

• Kwelweg verlengen met een damwand, een kleischerm of een verlengde voet aan de buitenzijde.
• Verticaal zanddicht geotextiel in de dijk, dat water doorlaat maar zand tegenhoudt.
• Filterlaag of grindkoffer aan de uitstroomzijde: het water mag eruit, het zand niet.
• Tegendruk aanbrengen met een berm of, bij acute nood, met zandzakken rond een zandmeevoerende wel. Nooit dichtstoppen — de wel moet water blijven afvoeren, alleen zonder zand.
• In de bouwput het verval beperken door retourbemaling of door de damwand dieper te plaatsen.

Gerelateerde termen

• Kwel
• Damwand
• Bouwput
• Waterkering
• Bemaling

Meer weten over bouwkundige termen? Bekijk onze kennisbank op fredsbouwtekeningen.nl.