Hochwasserschutzdamm Kemeten, Burgenland
Standsicherheitsüberwachung mit mehrstöckigen Porenwasserdruckmessungen
Zum Schutz der Gemeinde Kemeten vor Überschwemmungen durch Hochwasser als Folge von Starkregenereignissen wird ein ca. 13 m hoher Erddamm mit einer Schmalwand und einer Spundwand als Dichtungsmaßnahme ausgeführt.
Zur Langzeitüberwachung der Sicherungselemente dient ein automatisches Messsystem zur Bestimmung der Porenwasserdrücke, der Wasserstände und der Temperaturen. Im Einstaufall wird damit ein ansteigender hydraulischer Gradient in der Dammschüttung und im Untergrund registriert.
Durch die Dichtungsmaßnahme ist sichergestellt, dass es trotz des schnellen Wasserdruckanstiegs nicht zur Entstehung von Quelltrichtern und somit zum Ausspülen von Schüttmaterial kommen kann. Eine Untergrunderosion wird unterbunden und die Standsicherheit des Dammes bleibt erhalten.
Hochwasserschutzdamm Kemeten, Burgenland
Anforderungen an das geotechnische Messsystem:
- Pro Bohrung 7 Porenwasserdruck-Messstellen (MultiLevel-Piezometer)
- Drei 18 m tiefe Bohrungen aus steiler Dammböschungslage niedergebracht
- Nicht standsichere Bohrungen, deshalb Einbau in verrohrte Bohrungen
- Horizontgenaues Ziehen der Verrohrung beim Einbau der MultiLevel-Piezometer
- 8 Temperatur-Messstellen, eingebaut in Erdschlitze am Dammfuß
- 2 Wasserstands-Messstellen am Grunddurchlass
- Vom Stromnetz unabhängige Mehrkanal-Datenerfassung, batteriebetrieben
- Automatische Umschaltung auf hohe Abtastrate im Einstaufall
- Unterbringung der Datenerfassung in einem begehbaren Betonschacht
- Zwei Einkanal-Datenlogger für zwei abseits gelegene Temperatur-Messstellen
Weil der Untergrund sich als Wechselfolge von stark permeablen und gering wasserdurchlässigen Bodenschichten darstellt, ist die Unterbringung von sieben Porenwasserdruckaufnehmern in einer einzigen Bohrung notwendig, um den Porenwasserdruck in den voneinander isolierten Schichten individuell bestimmen zu können.
Dieser mehrstöckige Aufbau wird durch die Verwendung von MultiLevel-Piezometern möglich. Das Messgerät besteht aus zwei getrennten Elementen, einer aufklappbaren Filterstrecke und dem über eine Leitung an die Filterstrecke angeschlossenen Druckaufnehmer.
Die Messgeräte werden nach dem Ablassen in der Bohrung aufgeklappt, wodurch die Filterstrecke über Blattfedern an die Bohrlochwand gedrückt wird. Der Wasserdruck wird somit direkt aus der Bodenschicht auf das Messgerät übertragen, ohne dass in der Bohrung die sonst übliche Filterstrecke in Form einer Sandsäule und eine darüber befindliche Dichtungsplombe eingebracht werden muss. Die Bohrung kann vielmehr von der Sohle bis zum Bohrlochmund mit einer durchgehenden Bentonitmischung verfüllt und somit auf der gesamten Bohrlochlänge axial abgedichtet werden, wodurch sich hydraulische Kurzschlüsse zwischen den einzelnen Stockwerken unterbinden lassen.
Verwendete Geräte von Geokon
Automatisches Messsystem zur Langzeitbeobachtung mit Schwingsaiten-Aufnehmern, bestehend aus:
- 21 Piezometer Typ 4580MLP zur Bestimmung von Porenwasserdrücken in drei vertikalen Bohrungen, jeweils von der wasserseitigen und der luftseitigen Flanke des Damms sowie von der Dammkrone aus gebohrt, 7 Messstellen pro Bohrung
- 2 Piezometer Typ 4500AL zur Bestimmung des Wasserstands am Grunddurchlass
- 1 Barometer Typ 4580 zur Erfassung des atmosphärischen Luftdrucks
- 8 Temperatur-Messfühler Typ 4700, installiert am luftseitigen Dammfuß, zur Ortung von eventuellen Sickerströmungen
- Die zentrale Mehrkanal-Datenerfassung erfolgt mit einem batteriebetriebenen Datenlogger Typ MICRO-10
- 2 dezentrale Einkanal-Datenlogger Typ 8001 zur Erfassung von zwei abseits gelegenen Temperatur-Messstellen (rechts der Hochwasserentlastung)
Projekt Eckdaten
| Zeitraum | November 2002 bis Juni 2006 |
| Messsystem | 21 MultiLevel-Piezometer Typ 4500MLP 2 Piezometer Typ 4500AL 1 Barometer Typ 4580 8 Temperatur-Messfühler Typ 4700 32 Thermistoren zur Temperaturmessung Typ 3800 1 Datenlogger Typ MICRO-10 mit 2 Multiplexern Typ 8032 2 Einkanal-Datenloggern Typ 8001 |
| Ergebnis-Visualisierung: | automatische Erfassung von 64 Messwerten mit lokaler Zwischenspeicherung im 6-Stunden-Takt bei regulärem Betrieb und im 2-Minuten-Takt im Einstaufall; Datenauslesung vor Ort via Notebook, tabellarische und grafische Darstellung mit der Datenlogger-Betriebssoftware vor Ort und bei den Anwendern |
| Performance | automatische Registrierung von Porenwasserdrücken in drei Bohrungen im Erdschüttdamm und im Aufstandsfundament, von Temperaturen am luftseitigen Dammfuß und von Wasserständen am Grunddurchlass zur Bewertung von hydraulischen Gradienten und Ortung eventueller Sickerströmungen im Dammkörper durch Beobachtung der Messwertentwicklung als Folge eines Einstaus durch ein Starkregenereignis |
| Auftraggeber | Forsttechnischer Dienst für Wildbach- und Lawinenverbauung, Gebietsbauleitung Burgenland, Wiener Neustadt, Österreich |
| Bohrtechnische Ausführung | Grund-, Pfahl- und Sonderbau GmbH, Himberg bei Wien, Österreich |
| Geotechnischer Gutachter Planer/ | Dipl.-Ing. Dr.techn. Robert Hofmann, Ingenieurkonsulent für Bauwesen, Perchtoldsdorf, Österreich |
| Ziviltechnischer Planer | Klenkhart & Partner Consulting ZT GmbH, Seewalchen, Österreich |