Porenwasserdruckgeber

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1 Kapitel: 5.2 Porenwasserdruckgeber Blatt Nr.: 1 Zahl der Blätter: 2 Je feinkörniger ein Boden oder Gestein ist, desto mehr nimmt der Anteil des adsorptiv gebundenen Wassers zu. Dabei üben die molekularen Anziehungskräfte auf das adsorptiv gebundene Wasser einen hohen Druck aus. Setzt man in einem solchen Material einen Piezometer, so wird das Wasser im Beobachtungsrohr bis zu der Höhe ansteigen, die dem Druck des zwischen den Bodenkörnern befindlichen Porenwassers entspricht. Ist das Wasservolumen im Piezometerstandrohr groß im Vergleich zum Wasserdargebot aus dem umgebenden Boden oder Gebirge, so sind Standrohre zur Bestimmung von Wasserdruckänderungen ungeeignet. In solchen Fällen ist der Einsatz von Porenwasserdruckgebern zu empfehlen, die zudem auch den Vorteil haben, Unterdrücke messen zu können. In Abb. 1 sind Fälle dargestellt, wo Piezometer und Porenwasserdruckgeber unterschiedliche Messergebnisse zeitigen. Sonderausführungen der Porenwasserdruckgeber eignen sich auch zum Einpressen in bindige Böden. Das Messprinzip der Porenwasserdruckgeber ist folgendes: Am Messort wird ein Keramik- oder Sintermetallfilter eingebaut, der eine mit entspanntem Wasser gefüllte kleine Kammer gegen Verunreinigungen schützt. Ändert sich der Wasserdruck im Boden oder Gebirge, so ändert sich in gleichem Maße der Flüssigkeitsdruck in der Kammer hinter dem Filter. Diese Druckänderung kann z. B. mit dem sogenannten Glötzl-Ventilgeber gemessen werden (s. Abb. 2). Nach diesem Messprinzip wird über die Ventilzuleitung (c) ein Luft- oder Öldruck p 2 solange gesteigert, bis die Ventilmembrane (b) die Rückleitung (d) freigibt. In diesem Zustand ist der Luft- bzw. Öldruck p 2 gleich dem Flüssigkeitsdruck p 1 in der Kammer (e) hinter dem Filter (a) und damit gleich dem gesuchten Wasserdruck im Gebirge. In Abb. 2 ist ein Messbeispiel mit vier Porenwasserdruckgebern dargestellt. Zur Durchführung der Messung sind Anschlussumschaltkästen (AUK) notwendig, in denen die Vor- und Rückleitungen der einzelnen Porenwasserdruckgeber angeschlossen werden. Als Messgerät ist ein Luftmengenregler (ALR) mit entsprechenden Feinmessmanometern zur Bestimmung des Luftdruckes im Ventilgeber erforderlich, der mit einer Schnellkupplung am Anschlussumschaltkasten zum Messvorgang angeschlossen wird. Statt des pneumatischen Ventilgebers kann auch der elektrische Druckaufnehmer Typ PWE eingesetzt werden. Datum:

2 Kapitel: 5.2 Porenwasserdruckgeber Blatt Nr.: 2 Zahl der Blätter: 2 Abb. 1 Typische Anzeige eines in einem wassergesättigten tonigen Rutschhang installierten Piezometers und eines Porenwasserdruckgebers (links); Typischer Grundwasserspiegel in einem sandigen Lockergestein mit übereinstimmender Anzeige der beiden Messeinrichtungen (rechts). Abb. 2 Messung von Wasserdrücken in verschiedenen Aquiferen a) mit Standrohr b) mit Porenwasserdruckgebern System Glötzl c) Glötzl-Ventilgeber (Erläuterungen s. Text) Datum:

3 Porewasserdruckgeber Typ Glötzl Kapitel: Blatt Nr.: 1 Zahl der Blätter: 5 Das Grundprinzip aller Porenwasserdruckgeber bzw. Piezometer besteht darin, dass ein poröses Element (Filterstein) in den Untergrund eingepresst (Abb. 1) oder in einer Bohrung eingesetzt (Abb. 2) wird. Der Poren- oder Bergwasserdruck belastet den zuvor wassergesättigten Filterstein bzw. die ebenfalls luftfrei mit Wasser gefüllte Kammer hinter dem Filter. Beim Glötzl-Ventilgeber wird der Kammerdruck pneumatisch (bis 20 bar) oder hydraulisch (bis 50 bar) gemessen. Abb. 1 Porenwasserdruckgeber Typ P 4, SF, 20 L, AG, ER mit Einpressspitze für pneumatische Messung bis 20 bar Abb. 2 Porenwasserdruckgeber Typ P 4, KF, 10 L, für Einbau in eine Bohrung und pneumatische Messung bis max. 10 bar Datum:

4 Porewasserdruckgeber Typ Glötzl Kapitel: Blatt Nr.: 2 Zahl der Blätter: 5 Die Porenwasserdruckgeber sind aus rost- und säurebeständigem Stahl gefertigt und besitzen einen Außendurchmesser von 40 mm. Vor dem Einbau ist der Filter mit entspanntem Wasser zu benetzen und die Filterkammer mit entspanntem Wasser zu füllen. Im Normalfall werden Sintermetallfilter (SF) verwendet, in Sonderfällen können auch Keramikfilter (KF) eingesetzt werden. Zur Messung negativer Porenwasserdrücke liefern wir die Ausführung P 4, SF, - 0,6/3 L AG, ER, belastbar von - 0,6 bis + 3 bar für Luftbetrieb mit Sintermetallfilter, Regelgenauigkeit ± 0,005 bar. Bei der Bestellung von Porenwasserdruckgebern P 4 geben Sie bitte folgende Daten an: 1. Sintermetallfilter (SF) oder Keramikfilter (KF) 2. Belastbarkeit: - 0,6/ 3 L = bis 3 bar für Luftbetrieb, Regelgenauigkeit ± 0,005 bar 5 L = bis 5 bar für Luftbetrieb, Regelgenauigkeit ± 0,005 bar 10 L = bis 10 bar für Luftbetrieb, Regelgenauigkeit ± 0,005 bar 20 L = bis 20 bar für Luftbetrieb, Regelgenauigkeit ± 0,01 bar 10 = bis 10 bar für Ölbetrieb, Regelgenauigkeit ± 0,01 bar 20 = bis 20 bar für Ölbetrieb, Regelgenauigkeit ± 0,02 bar 50 = bis 50 bar für Ölbetrieb, Regelgenauigkeit ± 0,05 bar 3. Ohne Einpressspitze oder mit Einpressspitze (ER) und Anschlussgewinde (AG) für die Einpresshülse 4. Länge der Anschlussleitung (einschließlich der Leitungslänge bis zum Anschlussumschaltkasten) An der Messstelle werden die Leitungen zu den einzelnen Gebern an einem Anschlussumschaltkasten (AUK) zusammengefasst (Abb. 3). Für den Kasten wird in der Regel ein Betonsockel vorgesehen, an dem der Anschlussumschaltkasten befestigt werden kann. Die Abmessungen des Kastens sind folgende: Höhe 200 mm, Tiefe 80 mm, Länge für zwei Messstellen 240 mm, für jede weitere Messstelle zuzüglich 80 mm. Datum:

5 Porewasserdruckgeber Typ Glötzl Kapitel: Blatt Nr.: 3 Zahl der Blätter: 5 Abb. 3 Anschlussumschaltkasten Typ AUK 5 R 5 B 50 SK für fünf Druck- und Rückleitungen sowie Ölbetrieb bis 50 bar Bei der Bestellung von Anschlussumschaltkästen (AUK) für pneumatische oder hydraulische Geber geben Sie bitte folgende Daten an: 1. Zahl der Druckleitungsanschlüsse (lieferbar 2 bis 12) 2. Zahl der Rückleitungsanschlüsse 3. Ölbetrieb oder Luftbetrieb der Geber 4. Mit oder ohne Schnellkupplung für Anschluss an das Messgerät Für mehr als 12 Messstellen liefern wir Sonderanfertigungen. Zur Messung des Wasserdrucks in der Filterkammer steht ein umfangreiches Geräteprogramm zur Verfügung; tragbare, stationäre und automatische Messgeräte können angeboten werden. Datum:

6 Porewasserdruckgeber Typ Glötzl Kapitel: Blatt Nr.: 4 Zahl der Blätter: 5 Die Abb. 4 zeigt einen tragbaren Handluftmengenregler Typ T 1, ALR in spritzwassergeschütztem Gehäuse. Abb. 4 Handluftmengenregler Typ T 1, ALR mit eingebauter Pressluftflasche Bei der Bestellung von Messgeräten für Piezometer geben Sie bitte folgende Daten an: 1. Ölbetrieb oder Luftbetrieb 2. Messbereich der Feinmessmanometer 3. Ausführung mit einem oder mit zwei Manometern 4. Stationärer Betrieb oder Trageausführung Datum:

7 Porewasserdruckgeber Typ Glötzl Kapitel: Blatt Nr.: 5 Zahl der Blätter: 5 Bestellhinweise Porenwasserdruckgeber mit Keramikoder Sintermetallfilter, belastbar bis 3, 5, 10, 20 oder 50 bar, d = 40 mm Porenwasserdruckgeber mit Keramikfilter oder Sintermetallfilter belastbar bis 3, 5, 10, 20 oder 50 bar, ausgerüstet mit Einpressspitze und Gewinde für Anschlusshülse zum Einpressen, d = 40 mm Porenwasserdruckgeber mit Keramikoder Sintermetallfilter, belastbar bis 3, 5, 10, 20 oder 50 bar, d = 30 mm Porenwasserdruckgeber mit Sintermetallfilter, belastbar bis 3, 5, 10, 20 oder 50 bar, ausgerüstet mit Einpressspitze und Gewinde für Anschlusshülse zum Einpressen, d = 30 mm Anschlusshülse zum Einpressen, d = 30 oder 40 mm, l = 240 mm Vormontierte Mess- und Rückleitung aus Polyamid d = 6/3 für Porenwasserdruckgeber Anschlusskasten für bis zu 12 Druckund Rückleitungen Messgerät für Porenwasserdruckgeber und Feinmessmanometer Klasse 0,6 Datum:

8 Porenwasserdruckgeber mit elektrischem Messsignal Typ PWE Kapitel: Blatt Nr.: 1 Zahl der Blätter: 3 Der elektrische Porenwasserdruckgeber Typ PWE besteht standardmäßig aus einem rost- und säurebeständigen Keramikfilter, der wassergesättigt in den Baugrund eingepresst oder in ein Bohrloch eingebaut wird. Hinter dem Filter befindet sich eine kleine Wasserkammer. Der Wasserdruck in dieser Kammer wird über einen piezoresistiven Drucksensor gemessen. Alle Teile des Druckaufnehmergehäuses bestehen aus Edelstahl (s. Abb. 1). Abb. 1 Elektrischer Porenwasserdruckgeber Typ PWE Der Drucksensor kann entsprechend den erwarteten piezometrischen Drücken mit verschiedenen Messbereichen (s. Blatt 2) geliefert werden. Das Aufnehmerkabel besitzt ein Kapillarrohr, durch das atmosphärische Luftdruckschwankungen im Druckaufnehmergehäuse gleichermaßen wirksam werden wie im Grundwasser, so dass an der Sensormembran nur Änderungen des Wasserdruckes infolge von Spiegelschwankungen gemessen werden. Datum:

9 Porenwasserdruckgeber mit elektrischem Messsignal Typ PWE Kapitel: Blatt Nr.: 2 Zahl der Blätter: 3 Vor dem Einbau ist der Filter mit entspanntem Wasser zu benetzen und die Filterkammer mit Wasser blasenfrei zu füllen. Dazu kann die Filterspitze abgeschraubt werden. Nach dem Füllen wird die Filterspitze wieder aufgeschraubt, wobei darauf zu achten ist, dass die O-Ringe oberhalb und unterhalb des Keramikfilters ordnungsgemäß in ihrer Führungsnut liegen. Bis zum Einbau in den Baugrund sollte der Porenwasserdruckgeber unter Wasser gelagert werden. Der Porenwasserdruckgeber Typ PWE wird auch zur Beobachtung von Grundwasserständen in Pegelrohren eingesetzt. Technische Daten Filter Standard Option Keramik 1,5 µm Porendurchmesser Sintermetallfilter Wählbare Überdruckbereiche 0...0,1; 0...0,16; 0...0,25; 0...0,4; 0...0,6; 0...1; 0...1,6; 0...2,5; 0...4; 0...6; ; ; bar Überlastbarkeit Berstsicherheit Ausgang Statistisches Fehlertoleranzband Temperaturbereich kompensiert Einbautiefe Gewicht Länge Durchmesser 1,5 x Messbereich 4 x Messbereich oder max. 200 bar (der kleinere Wert bestimmt den max. Wert) V optional auch andere Typ. ± 0,5 % d.s C bis 200 m, nach Absprache mehr 375 g 130 mm 35 mm Datum:

10 Porenwasserdruckgeber mit elektrischem Messsignal Typ PWE Kapitel: Blatt Nr.: 3 Zahl der Blätter: 3 Bestellhinweise Porenwasserdruckgeber Typ PWE Messbereiche s. Blatt Nr Spezialkabel mit Kapillarrohr zum Druckausgleich Handanzeigegerät Batterie betrieben Stationärer Datalogger mit 6 Kanälen für Akku- oder Batteriebetrieb, eingebaut in Stahlgehäuse 300x300x200mm. Es können Akku oder Batterie Standard - Monozellen verwendet werden Software für den Datalogger Laptop incl. Software zum Auslesen der Daten und Programmieren des Dataloggers Datum: