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.

Dammquerschnitt und Anordung der Piezometer - Hochwasserschutzdamm Kemeten, BurgenlandDammquerschnitt und Anordung der Piezometer – Hochwasserschutzdamm Kemeten, Burgenland Dammquerschnitt und Bodenschichten - Hochwasserschutzdamm Kemeten, BurgenlandDammquerschnitt und Bodenschichten - Hochwasserschutzdamm Kemeten, Burgenland Dammdraufsicht und Anordung der Messquerschnitte - Hochwasserschutzdamm Kemeten, BurgenlandDammdraufsicht und Anordung der Messquerschnitte - Hochwasserschutzdamm Kemeten, Burgenland MultiLevel Piezometer, aufgeklappt - Hochwasserschutzdamm Kemeten, BurgenlandMultiLevel Piezometer, aufgeklappt - Hochwasserschutzdamm Kemeten, Burgenland MultiLevel Piezometer, vorbereitet für den Bohrlocheinbau - Hochwasserschutzdamm Kemeten, BurgenlandMultiLevel Piezometer, vorbereitet für den Bohrlocheinbau - Hochwasserschutzdamm Kemeten, Burgenland Zentrale Mehrkanal-Datenerfassung im begehbaren Betonschacht - Hochwasserschutzdamm Kemeten, BurgenlandZentrale Mehrkanal-Datenerfassung im begehbaren Betonschacht - Hochwasserschutzdamm Kemeten, Burgenland Zwillingsanordnung der Wasserstandsmessung am Grunddurchlass - Hochwasserschutzdamm Kemeten, BurgenlandZwillingsanordnung der Wasserstandsmessung am Grunddurchlass - 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:

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