Het achterstallig onderhoud aan de honderden kilometers kademuur verspreid over het land is groot. Algoritmen helpen vast te stellen hoe lang een kade nog mee kan.
Aan de kustlijn, kanalen en meren heeft Zeeland zijn unieke karakter te danken. De economie van de provincie hangt er voor een groot deel van af, met het toerisme en de havens. Maar door het vele water is een maatschappelijke opgave, die elders in het land al hier en daar fors opspeelt, in Zeeland een waar hoofdpijndossier geworden: het achterstallige onderhoud aan de kademuren.
Lange tijd golden kademuren als een bijna letterlijk ondergeschoven kindje. Het grootste deel ervan is immers niet te zien – dat bevindt zich onder de waterspiegel. De meeste kaden dateren uit de periode tussen 1960 en 1980. Aangezien ze zijn ontworpen voor een levensduur van vijftig jaar, hadden veel ervan eigenlijk al moeten worden vervangen. Voor andere kaden komt dat moment snel dichterbij.
Opgave veel te groot
Maar omdat het gaat om honderden kilometers, is dat een opgave die veel te groot is om zomaar even op te pakken. Mankracht, materieel en financiële middelen ontbreken om de kaden op korte termijn allemaal onder handen te nemen. De behoefte aan methoden om de opgave over een langere periode uit te smeren is groot. Het Zeeuwse waterbouwbureau Walhout Civil heeft de handschoen opgepakt. Het achterstallig onderhoud is groot, bevestigt ingenieur Jan Walhout, een van de twee managing partners van het bureau. ‘We zien het al jaren gebeuren. De kaden zijn immers vijftig jaar geleden aangelegd en raken op’, zegt Walhout. ‘Maar pas nadat er drie jaar geleden in Amsterdam een kade bezweek, is het een belangrijk gespreksonderwerp geworden.’
Veroudering en vergroting
Er zijn volgens Walhout meer dan vijftig manieren waarop een kade kan falen, maar uiteindelijk komt het er op neer dat door veroudering degradatie ontstaat. In een betonnen kademuur kunnen daardoor bijvoorbeeld scheuren ontstaan; stalen kademuren verliezen hun noodzakelijke soepelheid. Binnensteden, waar de kademuren soms nog veel ouder zijn, kennen weer een heel andere problematiek. ‘We hebben een casus gehad met een kade uit 1890, gemaakt van basalt op houten paaltjes. Zodra die paaltjes gaan rotten, is het gedaan met de kade’, zegt Walhout – een vergelijkbaar proces als in de Amsterdamse binnenstad op grotere schaal plaatsvindt.
Ontwerpen op levensduur
De oorzaken zijn legio. Het is namelijk niet alleen veroudering die de kaden parten speelt. ‘We zijn gaan spelen met de waterstand. Laten we die te ver dalen, dan komen houten palen deels bloot te staan en dat vormt het startsein voor het rottingsproces.’ Daarnaast is het gebruik van de kade al lang niet meer zoals ooit was voorzien. De belasting is veel zwaarder geworden en het verkeer drukker. Er is nóg een reden die extra urgentie geeft aan de opgave, zegt Marleen Verheij, die voor Walhout Civil juridische en strategische trajecten voor haar rekening neemt. ‘We zijn strenger geworden, normen zijn aangescherpt. Voorheen bouwde men met het idee: we zien wel hoe lang dit het houdt. Ook met kaden dacht men: het zal mijn tijd wel duren. Nu wordt specifiek ontworpen op een bepaalde levensduur. Dat is veel beter en beheersbaarder.’
Flexibele constructie
Er zijn steeds meer manieren waarop de staat van een kademuur te bepalen is, maar duikers die onder de waterlijn een visuele inspectie uitvoeren blijven belangrijk, zegt Verheij. Daarnaast maakt archiefonderzoek in de regel onderdeel uit van het proces. ‘We willen weten hoe een kadeconstructie is opgebouwd. Daarbij kan vaak nog per sectie verschillen waaruit een kade precies bestaat of wanneer die is gebouwd.’
Het archief kan daarover helderheid geven. ‘Soms heeft een kade op de ene plek nauwelijks werk nodig, maar moet die een stukje verderop juist stevig worden aangepakt. Het is mooi om dat vorm te geven en er strategische adviezen aan te verbinden: hoe goed is de kade, welke belasting kan die nog aan, wat is hier de juiste aanpak?’
Lastige constructies
Ook de rol van digitalisering neemt toe. Met de data uit de archieven, de inspecties door de duikers en de meetresultaten van diverse soorten sensoren wordt een digitaal model gemaakt. ‘Dat gaan we vervolgens testen. We belasten de kademuur door er virtueel een schip aan te meren of er een kraan op te laten opereren. Zo zien we hoe deze beweegt.’
Kademuren zijn lastige constructies. Hoewel ze diep in de grond doorlopen – meestal is slechts een derde van de kade bovengronds en de rest ondergronds, zijn ze flexibel. ‘Een kade staat nooit stil. Zodra er een vrachtwagen overheen rijdt, wil de kademuur uitwijken. Maar dat is slechts millimeterwerk.’ Dat meebuigen en terugveren is noodzakelijk. Bij oudere kaden kan die uitwijking ruimer uitvallen of is de constructie juist te stijf geworden. ‘Dan gaat het hele pakket aan de wandel’, zegt Walhout. Op veel plekken staat dat nu te gebeuren. ‘Dan krijgen we hier Amsterdamse toestanden’, schetst Verheij een Zeeuws schrikbeeld.
Landelijk probleem
In de binnenstad van meerdere grote steden vormen de kademuren een probleem. Zo wil de gemeente Amsterdam de komende jaren twee kilometer kade en acht bruggen per jaar aanpakken, maar door beperkt budget en stijgende bouwkosten staat dat doel onder druk. In totaal gaat het in de hoofdstad om ruim tweehonderd kilometer kademuur waarvan niet zeker is of die nog stevig genoeg is. In 2019, toen het project Kademuren begon, lag de nadruk op aanpak van de kaden die acuut op instorten stonden en op het opbouwen van kennis. Sinds begin dit jaar is het motto ‘gefundeerd herstellen’, waarbij het draait om het optimaliseren van de werkmethoden en om het efficiënt besteden van het beperkte budget.
Na 2026 hoopt de gemeente het tempo van de vervangingsoperatie te kunnen opvoeren door seriematige aanpak. Innovatieprogramma’s moeten daartoe de weg wijzen. Den Haag heeft ruim zestig kilometer aan kademuren. Zo’n twintig kilometer, verdeeld over bijna 150 kademuren, staat nog op houten fundering, wat ze kwetsbaar maakt voor bacteriën. De komende jaren worden deze muren vervangen. Utrecht neemt z’n kenmerkende, in sommige gevallen negenhonderd jaar oude werven onder handen. Tot 2050 gaat het jaarlijks om honderd meter muur en 35 kelders.
Aangepast gebruik
Met Europese subsidie heeft Walhout Civil een methode ontwikkeld om falende kaden te voorkomen en tegelijkertijd de vervangingsopgave uit te smeren over een langere periode – wat opdrachtgevers een hoop geld kan schelen. Walhout laat het zien op zijn computerscherm: een digitale 3D-kaart van een lange kademuur, vol met honderden meetpunten. ‘In real-time zien we dankzij satellieten en talrijke sensoren hoe de kade ervoor staat, waarbij afwijkingen van een millimeter al worden geregistreerd.’
Algoritmen
De metingen zijn gekoppeld aan algoritmen die voorspellen hoe een kade zich de komende jaren gaat gedragen. Structural Health Monitoring 3.0, zoals het bureau deze methode heeft genoemd, biedt de kans om vast te stellen of onderhoud nu echt nodig is of dat een kade wellicht nog een jaartje of wat meekan, al dan niet met aangepast gebruik, zegt Walhout. Aan het systeem is jaren gewerkt, maar het draait inmiddels volwaardig. Het is zeker niet zo dat de ingenieurs nu met de armen over elkaar kunnen gaan zitten, benadrukt Verheij. ‘Data doen het werk niet en metingen alleen zeggen niet zoveel. Maar dankzij al die data, de metingen en de algoritmen kunnen wij ons werk nu veel gedetailleerder doen.’
Met dank aan De Ingenieur