|
Waterspanningsmeters
Waterspanningsmeters plaatsen en
online monitoringtools grondwerken.
WATERSPANNINGSMETINGEN
ALGEMEEN
Onder waterspanning wordt verstaan de spanning, welke in het grondwater, dat zich in de porien tussen vaste gronddeeltjes bevindt, heerst. Normaal verloopt de waterspanning met de diepte hydrostatisch; d.w.z. dat zij per meter diepte met 10 kN/m2 (=100 cm waterkolom) toeneemt. In bijzondere gevallen is het verloop niet hydrostatisch; men spreekt dan van wateroverspanning of wateronderspanning. Afwijkingen van het hydrostatisch verloop zijn soms van tijdelijke aard, bijv. ten gevolge van bouwaktiviteiten, maar in andere gevallen permanent, zoals bijv. in polders. In het algemeen kan gesteld worden, dat afwijkingen van het hydrostatisch verloop zich alleen kunnen ontwikkelen indien de grondslag geheel of gedeeltelijk is opgebouwd uit minder goed doorlatende lagen. Theorie en ervaring hebben ons geleerd, dat de mate, waarin de waterspanning afwijkt van het normale verloop een zeer grote invloed kan hebben op de eigenschappen van de grond. bij een grote wateroverspanning moet bijv. gerekend worden op en sterk verminderde schuifweerstand van de grond. Het kan dan ook in bepaalde gevallen van bijzonder groot belang zijn een goed inzicht te hebben in het verloop van de waterspanningen in de ondergrond. Teneinde de waterspanningen te meten, zijn in de loop van de tijd diverse type waterspanningsmeters ontwikkeld. Hier zal later nader op worden ingegaan.
VOORBEELDEN VAN MOGELIJKE TOEPASSINGEN
GEOHYDROLOGISCHE TOESTAND
Waterspanningen worden gemeten in watervoerende lagen onder en/of tussen afsluitende lagen, om de stroomrichting van het grondwater te kunnen bepalen. Tevens worden gegevens verkregen, die bij het uitvoeren van bijv. kwelberekeningen noodzakelijk zijn.
TERREINOPHOGINGEN
Controle op verloop van waterspanning voor, tijdens en na het aanbrengen van de terreinophoging, teneinde conclusies te kunnen trekken voor wat betreft het verloop van de zettingen en het eventueel nemen van maatregelen om de zettingen te versnellen.
DIJKEN, WEGLICHAMEN
Controle op verloop van waterspanningen, teneinde na te gaan met welk tempo de ophoging mag worden voortgezet zonder gevaar te lopen, dat er zich afschuivingen of wegpersingen in de ondergrond voordoen.
BOUWPUTTEN
Het vaststellen van de waterspanning in diepere lagen, om te kunnen bepalen tot welke diepte zonder spanningsbemaling kan worden ontgraven zonder dat gevaar voor opbarsten van de bodem bestaat. Tevens om waterdrukgegevens te verschaffen ten behoeve van een zo economisch mogelijke berekening van damwandprofielen.
BRONBEMALINGEN
Het bepalen van de noodzaak van een bronbemaling en na installering hiervan het vaststellen tot op welke afstand ervan een grondwaterstandsverlaging optreedt.
PAALFUNDERINGEN
Vooral in poldergebieden en langs grote rivieren is kennis van de grondwaterspanning van belang. Dit om na te gaan of er palen met een verzwaarde punt kunnen worden toegepast zonder dat er kwel optreedt.
OPSLAGTANKS
Het op basis van de gemeten waterspanning vaststellen welk vultempo moet worden aangehouden tijdens de proefbelasting van de tank met water.
TOEGEPASTE MEETMETHODEN
Er zijn een tweetal manieren ontwikkeld om de waterspanning te meten, namelijk met behulp van peilbuizen
elektrischedrukopnemers
In de volgende paragrafen zullen beide systemen worden behandeld waarbij de voor- en nadelen tegen elkaar worden uitgezet.
PEILBUIZEN
Peilbuizen verschaffen de mogelijkheid om van tijd tot tijd grondwatermonsters te nemen en doorlatendheidsmetingen van de grond in situ te verrichten. De nadelen van peilbuizen zijn de kostbare en tijdrovende installatie en de beperkte nauwkeurigheid in minder goed doorlatende lagen en bij snel wissellende waterspanningen. Bovendien moet er veel zorg worden besteed aan de afdichting om “kortsluiting” tussen lagen met verschillende waterspanning tegen te gaan.
ELEKTRISCHE WATERSPANNINGSMETERS
Hierbij worden weer twee typen meetinstrumenten onderscheiden, namelijk :
-metingen op een bepaalde diepte over een langere periode m.b.v. de elektrische waterspanningsmeter
-metingen voor het verkrijgen van een indruk van de momentane waterspanning op verschillende nivo’s m.b.v. de waterspanningsconus.
De voordelen van de elektrische waterspanningsmeters zijn de relatief goedkope plaatsing, de snelle reaktie op wisselende waterspanningen en de grote nauwkeurigheid. Het nadeel van elektrische waterspanningsmeters is dat een watermonster niet kan worden genomen. Ook het uitvoeren van doorlatendheidstesten behoort niet tot de mogelijkheden. De waterspanningsmeter bestaat uit een drukopnemer en is ondergebracht in een behuizing met aan de onderzijde een conische punt. In de punt bevinden zich 4
CONCLUSIE
Door te stellen eisen als:
-nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van de metingen
-snelheid van aanpassing aan wisselende waterspanningen
-het wel of niet nemen van grondmonsters
-het wel of niet uitvoeren van doorlatendheidsmetingen
-te accepteren risico van “kortsluiting”
Beschikbare tijd voor plaatsing moet van geval tot geval worden bekeken welke uitvoering van meten van de grondwaterspanning de beste is. Behalve als er naast de grondwaterspanning ook grondmonsters moeten worden genomen en/of er doorlatendheidstesten moeten worden uitgevoerd, verdient, mede uit kostenoverweging, meestal het type elektrische waterspanningsmeter de voorkeur.filtergaten waardoor het water het membraan van de drukopnemer kan bereiken. De behuizing is zodanig uitgevoerd dat de opnemer kan worden geplaatst met standaard sondeerapparatuur. De constructie is zodanig dat het wegdrukken van de opnemer geen invloed heeft op het uitgangssignaal. Voor de uitlezing is een drukgecompenseerde uitleeseenheid met een resolutie van 1 mBar overeenkomend met 10 mm waterkolom. De drukcompensatae zit in de uitleeseenheid zodanig dat gecompenseerd wordt voor atmosferische drukveranderingen.
|
