DIN 19682-8-2012 Soil quality - Field tests - Part 8 Determination of the hydraulic conductivity by auger hole method《土质 现场试验 第8部分 采用螺旋钻洞法对导水性的测定》.pdf

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1、Juli 2012DEUTSCHE NORM Normenausschuss Wasserwesen (NAW) im DINPreisgruppe 10DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 13.080.99!$|Ez“1893487www.din.deDDIN 19682-8Bod

2、enbeschaffenheit Felduntersuchungen Teil 8: Bestimmung der Wasserdurchlssigkeit mit derBohrlochmethodeSoil quality Field tests Part 8: Determination of the hydraulic conductivity by auger hole methodQualit du sol tudes sur terrain Partie 8: Dtermination de la conductivit hydraulique par trou de fora

3、geAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 19682-8:2007-07www.beuth.deGesamtumfang 16 SeitenDIN 19682-8:2012-07 2 Inhalt Seite Vorwort . 3 1 Anwendungsbereich 4 2 Normative Verweisungen . 4 3 Begriffe 4 4 Gerte . 5 5 Durchfhrung 6 5.1 Allgemeines . 6 5.2 Herstellen

4、des Bohrlochs 6 5.3 Messanordnung 7 5.4 Wasserentnahme aus dem Bohrloch 8 5.5 Messung 8 6 Berechnung . 9 Anhang A (informativ) EDV-Auswerteprogramm und darauf abgestimmtes Messprotokoll . 10 A.1 Datenerfassungsbogen 10 A.2 Beispiel 11 A.3 Berechnungsverfahren 13 Literaturhinweise . 16 Bilder Bild 1

5、Skizze zur Bohrlochmethode 7 Tabellen Tabelle A.1 Datenerfassungsbogen Kopfdaten 10 Tabelle A.2 Datenerfassungsbogen Messwerte 11 Tabelle A.3 Datenerfassungsbogen Kopfdaten Beispiel 11 Tabelle A.4 Datenerfassungsbogen Messwerte Beispiel 12 Tabelle A.5 Wasserdurchlssigkeitsmatrix in cm/d (im Halbraum

6、) . 13 DIN 19682-8:2012-07 3 Vorwort Dieses Dokument wurde im Unterausschuss NA 119-01-02-02 UA Chemische und physikalische Verfahren“ des NA 119-01-02 AA Abfall- und Bodenuntersuchungen“ im Normenausschuss Wasserwesen (NAW) erarbeitet. Die Bohrlochmethode zur Bestimmung der Wasserdurchlssigkeit von

7、 Bden in situ ist ein schnelles und zuverlssiges Messverfahren und gehrt zu den gertemig weniger aufwndigen Standardverfahren, das die mittlere Wasserdurchlssigkeit einer durchstrmten Bodenschicht angibt. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren

8、 knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. nderungen Gegenber DIN 19682-8:2007-07 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Normative Verweisungen aktualisiert; b) Begriff 3.1 berarbeitet; c) Begriff 3.7 ergnzt; d)

9、 Bild 1 aktualisiert; e) Tabelle A.1 ergnzt; f) Bild A.1 aktualisiert; g) A.2 Beispiel aktualisiert; h) Dokument redaktionell berarbeitet. Frhere Ausgaben DIN 19682-8: 1972-01, 2007-07 DIN 19682-8:2012-07 4 1 Anwendungsbereich Dieses Dokument legt eine Feldmethode zur Messung der gesttigten Wasserdu

10、rchlssigkeit von Bden in situ fest. Sie ist ein weit verbreitetes und hufig angewendetes Verfahren, das auf empirischen Gleichungen beruht. Dem Lsungsansatz liegen homogene und isotrope Bden zugrunde; Mehrschichtprofile mit unter-schiedlichen Durchlssigkeiten werden hier nicht behandelt. Eine weiter

11、e Voraussetzung fr die Durch-fhrbarkeit der Methode ist hoch anstehendes, nicht gespanntes Grundwasser oder Stauwasser. Die Messungen knnen nur unterhalb der Grundwasser- oder Stauwasseroberflche (Ruhe-Grundwasser-spiegel) durchgefhrt werden, die whrend der gesamten Messzeit konstant bleibt. Bei ges

12、panntem Grundwasser ist die Bohrlochmethode nicht anwendbar. Je ungleichmiger der Bodenaufbau ist, desto mehr Paralleluntersuchungen sind erforderlich. Daher mssen die Untersuchungsstellen durch eine vorhergehende Kartierung entsprechend Bodenkundlicher Kartieranleitung 1 sorgfltig ausgewhlt werden.

13、 Die fr einen Vollraum um das Bohrloch herum erhaltenen Ergebnisse sind mit grerer Sicherheit praxisbezogen in die zu untersuchende Flche zu interpretieren und reprsentativer als an Einzelproben gewonnene Laborwerte. Diese Feldergebnisse werden zum Beispiel in der Kulturtechnik sowie im land-wirtsch

14、aftlichen Wasserbau zur Bewertung von Entwsserungsmanahmen oder in Naturschutzgebieten zur Berechnung von Pufferzonen bentigt 4, 6. Fr spezielle Untersuchungen im Grund-, Erd- und Deponiebau zur Berechnung von Grundwasserstrmungen und zur Beurteilung der Durchlssigkeit von Dichtungs- und Injektionsw

15、nden sei auf die DIN 18130-2 10 verwiesen. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verwe

16、isungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 19671-1, Erdbohrgerte fr den Landeskulturbau Teil 1: Rillenbohrer, Rohrbohrer DIN 19671-2, Erdbohrgerte fr den Landeskulturbau Teil 2: Gestnge, Flgelbohrer, Bohrschappe, Marschenlffel, Spiralbohrer

17、 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 gesttigte Wasserleitfhigkeit kfQuotient aus Filtergeschwindigkeit und Druckgeflle als Ma fr die Durchlssigkeit eines wassergesttigten Bodens Anmerkung 1 zum Begriff: Durchlssigkeitsbeiwert, Durchlssigkeitskoeffizient, W

18、asserleitfhigkeitskoeffizient, hydrau-lische Leitfhigkeit, hydraulische Durchlssigkeit, Permeabilitt und kf-Wert sind verwendete Synonyme. Anmerkung 2 zum Begriff: Die gesttigte Wasserleitfhigkeit wird in m/s oder cm/d angegeben. DIN 4047-3:2002-03, 3.5.35 DIN 19682-8:2012-07 5 3.2 Bezugshhe versuch

19、srelevante Hhe, auf welche die Gelndeoberflche, die Ruhelage des Grundwasserspiegels, der vernderliche Wasserspiegel im Bohrloch, die Bohrlochsohle sowie die Grundwassersohle einzumessen sind 3.3 Grundwasserspiegel ausgeglichene Grenzflche des Grundwassers gegen die Atmosphre, z. B. in Brunnen, Grun

20、dwasser-messstellen DIN 4049-3:1994-10, 3.4.9 3.4 Grundwassersohle untere Grenzflche eines Grundwasserkrpers DIN 4049-3:1994-10, 3.3.15 3.5 Standrohrspiegelhhe Summe aus geodtischer Hhe und Druckhhe fr einen Punkt in einem betrachteten Grundwasserkrper DIN 4049-3:1994-10, 3.5.6 3.6 Schpfgert, Schapp

21、e (Schlmmbchse) Rohr mit Klappventil am Boden zum Ausschpfen von Wasser oder steinfreiem, aufgeschwemmtem Boden-material geringer Konsistenz aus dem Bohrloch unterhalb des Grundwasserspiegels 3.7 Wasserdurchlssigkeit Fhigkeit einer Bodenschicht, eine bestimmte Wassermenge in einer bestimmten Zeit du

22、rchsickern zu lassen DIN 18915:2002-08, 3.10 4 Gerte Zum Anlegen von Bohrlchern bis zu zwei Meter Tiefe und zur nachfolgenden Messung werden bentigt: 4.1 Bohrgert, z. B. Flgelbohrer (Edelmanbohrer) nach DIN 19671-1 und DIN 19671-2 mit Handgriff und Verlngerung 4.2 Filterrohr, dnnwandig, mit einem ei

23、genen kf-Wert 103cm/d 4.3 Schpfgert zum schnellen Absenken des Wasserspiegels im Bohrloch, z. B. Handpumpe, Schappe, Schlmmbchse 4.4 Stnder mit Messband und Schwimmer oder elektrischer Anzeige 4.5 Stoppuhr ANMERKUNG Im Handel wird dazu ein komplettes, feldtaugliches, gut 10 kg schweres Gerte-Set ang

24、eboten. DIN 19682-8:2012-07 6 5 Durchfhrung 5.1 Allgemeines Das Messprinzip beruht auf einem Absenkversuch. In einem wassererfllten Boden wird ein lotrechtes Loch gebohrt. Nach Einstellung des Gleichgewichts mit dem umgebenden Grund- oder Stauwasser wird das Wasser im Bohrloch ausgepumpt, der Wieder

25、anstieg des zustrmenden Wassers gemessen und ber entsprechende Gleichungen die Wasserdurchlssigkeit des Bodens berechnet. 5.2 Herstellen des Bohrlochs Das Bohrloch wird mit einem geeigneten Bohrgert (z. B. Flgelbohrer nach DIN 19671-1), das einen Durchmesser von 6 cm bis 14 cm, idealerweise von 8 cm

26、 hat, lotrecht in die zu untersuchende Bodenschicht abgeteuft (siehe Bild 1). Dabei reicht die Bohrlochsohle mindestens 20 cm, hchstens aber 200 cm unter den Ruhe-Grundwasserspiegel. Um die Messergebnisse so wenig wie mglich zu verflschen, sollte der Bohr-vorgang Wandung und Sohle der Messstrecke in

27、nerhalb des Grundwasserleiters nicht stren oder verschmieren und das Bohrloch einen konstanten Durchmesser haben. In nicht standfesten Bden wird die Bohrlochwandung durch ein dnnwandiges Filterrohr gesttzt, dessen Eintrittswiderstand gegenber der Durchlssigkeit des Grundwasserleiters vernachlssigbar

28、 klein ist und das mit Hilfe eines Spatels zentrisch in das vorgebohrte Messloch eingedrckt wird. Danach wird mit der Schappe das abgeschwemmte Boden-material entfernt, wodurch sich das Filterrohr noch etwas tiefer in den Boden drcken lsst, und das Bohrloch durch mehrmaliges Ausschpfen gesplt. Bei h

29、omogenen Bodenverhltnissen gengt eine Bohrtiefe von 60 cm bis 70 cm unter dem Grundwasser-spiegel. Bei stark wechselnder Bodenschichtung richtet sich die Teufe nach der Tiefenlage des zu messenden Horizontes, und es kann erforderlich werden, mit zwei oder mehreren Bohrlchern in verschiedenen Tiefen

30、zu arbeiten. Darber hinaus ist es fr die sptere Bewertung und Absicherung der Ergebnisse notwendig, durch Auswertung einer bodenkundlichen Kartierung die Tiefe der Grundwassersohle auszugrenzen oder notfalls zu erbohren. DIN 19682-8:2012-07 7 Legende 1 Stnder 2 Bezugspunkt 3 Bezugshhe 4 Gelndeoberfl

31、che (GOF) 5 Ruhe-Grundwasserspiegel 6 Bohrlochsohle 7 Grundwassersohle oder bergang zur weniger durchlssigen Schicht mit einem kf-Wert-Sprung von mindestens 1 : 10 8 GWO Abstand zwischen Gelndeoberflche GOF und Ruhe-Grundwasserspiegel, in cm r Radius des Bohrloches in cm HBP Hhe des Bezugspunktes be

32、r GOF in cm TGWTiefe des Ruhe-Grundwasserspiegels unter Bezugshhe in cm TBSTiefe der Bohrlochsohle unter Bezugshhe in cm TGSTiefe der Grundwassersohle unter Bezugshhe in cm M1Abstand zwischen Ruhe-Grundwasserspiegel und Bohrlochsohle in cmM2Abstand zwischen Bohrlochsohle und Grundwassersohle in cm T

33、Po, ., TPnPeiltiefe des Schwimmers unter dem Bezugshhe zum Zeitpunkt t0, , tnin cm s Wasserspiegelanstieg im Bohrloch nach Entnahme des Wassers in der Zeit t in cm Bild 1 Skizze zur Bohrlochmethode 5.3 Messanordnung Bild 1 zeigt schematisch den Messaufbau. Der Stnder, der mit einer Halte- und Ablese

34、vorrichtung fr das leichte Stahlmessband versehen und an dessen Ende der Schwimmer festgeklemmt ist, wird neben dem Bohrloch so in den Boden gedrckt, dass sich das Messband genau senkrecht ber dem Loch befindet. Beim Wiederanstieg des zuvor abgepumpten Wassers wird durch den Auftrieb das Messband na

35、ch oben an der Ablesemarke vorbei geschoben. Die Ablesemarke am Stnder bildet die Bezugshhe aller Messungen. DIN 19682-8:2012-07 8 5.4 Wasserentnahme aus dem Bohrloch Vor dem Abpumpen muss der Stnder als Ablesevorrichtung mit Messband und Schwimmer so ber bzw. neben dem Bohrloch installiert sein, da

36、ss der Schwimmer durch Schwenken des Stnders leicht auf die Wasseroberflche des eingependelten Grundwasserspiegels im Bohrloch gesetzt werden kann. Ferner ist die Tiefe des Bohrlochs unter der Gelndeoberflche GOF mit einem Gliedermastab oder mit Hilfe des Bohrers zu messen. Mit dem Schpfgert, einer

37、Schappe, Handpumpe oder Schlmmbchse, wird der Wasserspiegel im Bohrloch zum Beginn der Messung mglichst schnell so tief abgesenkt, dass s0grer wird als 0,2 M1, oft sind etwa 50 cm Absenkung hinreichend. Nach Einschwenken des Messbandes und Aufsetzen des Schwimmers oder einer elektrischen Anzeige wir

38、d die Anstiegsgeschwindigkeit des Wassers im Bohrloch gemessen, wobei je nach dem Messverfahren die Intervalle der Messzeiten oder der Messtiefen als konstante Bezugsgre gewhlt werden. Die Messung muss beendet sein, bevor s 0,25 s0ist. Es sind mindestens fnf Messungen in Folge durchzufhren. Die Schp

39、fvorgnge mssen zgig vorgenommen werden und ihre Anzahl ist abhngig von der Wasserdurchlssigkeit des Bodens. Bei hohen kf-Werten kann es notwendig sein, wiederholte Messungen nach mehreren Schpfvorgngen vorzunehmen. Die Messungen sind so lange fortzufhren, bis eine sichere Auswertung mglich ist. Bei

40、gering durchlssigen, standfesten Bden besteht die Zeit sparende Mglichkeit, direkt nach dem Bohren des Loches mit der Messung zu beginnen. Der Ruhe-Grundwasserspiegel wird dann am nchsten Tag nachtrglich eingemessen. 5.5 Messung a) Anlegen des Bohrlochs und Messung des Bohrlochradius r; b) Eindrcken

41、 des Stnders mit Messband und Schwimmer ber bzw. neben dem Bohrloch; c) Messung der Hhe des Bezugspunktes HBPber GOF; d) Messung der Tiefe der Bohrlochsohle TBSunter der Bezugshhe; e) Messung der Tiefe des Ruhe-Grundwasserspiegels unter der Bezugshhe TGW; f) Schwimmer aus Bohrloch herausziehen und S

42、tnder zur Seite schwenken; g) Ausschpfen des Wassers aus dem Bohrloch; h) Zurckdrehen des Stnders in seine frhere Stellung; i) Aufsetzen des Schwimmers auf den abgesenkten Wasserspiegel und Messung: der Zeiten t0bis tndes Wiederanstiegs in mindestens fnf vorgegebenen Stufen s; der Strecken des Wiede

43、ranstiegs s0bis snmindestens fnf vorgegebenen Zeitintervallen t. Welche Messvariante gewhlt wird, hngt von der zur Verfgung stehenden Ausrstung, der Durchlssigkeit des Bodens also der Geschwindigkeit des Wiederanstiegs im Bohrloch und der personellen Besetzung ab. Bei gut durchlssigen Bden sollte de

44、r Schpfvorgang nicht zu lange fortgesetzt werden, da der um das Bohrloch sich bildende Absenktrichter des Grundwasserspiegels den Wert M1verndert und dadurch das Rechenergebnis verflscht. Fr den Messvorgang gilt folgende Faustregel: s 0,25 s0. Verndert sich die Bohrlochtiefe whrend der Messung, dann

45、 ist der Boden nicht standfest genug und im Bereich des zustrmenden Grundwassers so stark verndert, dass die Messung an einem neuen Bohrloch wiederholt werden muss. DIN 19682-8:2012-07 9 6 Berechnung Die Berechnung des kf-Wertes homogener Bden unterscheidet sich fr den Voll- und den Halbraum, die be

46、r das Verhltnis der Abstnde M1und M2definiert werden. Unter Verwendung der Abkrzungen aus Bild 1 ergeben sich folgende empirische Gleichungen: a) fr den Vollraum, mit M2 0,5 M1tssMsrMrk+=m1m12f2)20(000400(1) b) fr den Halbraum, mit M20,2 M1smmittlerer Abstand zwischen Ruhe-Grundwasserspiegel und Was

47、serspiegel im Bohrloch in der Zeit t, in cm; sm= (s0+ sn) / 2 s Wasserspiegelanstieg im Bohrloch nach Entnahme des Wassers in der Zeit t, in cm; s = s0 snt Zeit, in s; t die dem Wasserspiegelanstieg s entsprechende Zeit t = tn t0, in s; DIN 19682-8:2012-07 10 Anhang A (informativ) EDV-Auswerteprogra

48、mm und darauf abgestimmtes Messprotokoll A.1 Datenerfassungsbogen Der Datenerfassungsbogen benennt und gliedert die bei der Durchfhrung der Bohrlochmethode anfallenden und erforderlichen Daten, die zugleich Eingabe fr eine EDV-gesttzte Auswertung der Ergebnisse sind (siehe Tabelle A.1 und Tabelle A.3). Tabelle A.1 Datenerfassungsbogen Kopfdaten Eingabegren Bedeutung erfasste Daten DATUM Jahr, Monat, Tag, der Messung yyyy-mm-dd TEXT Beschreibung der Bohrloch-Messstelle ANZ Anzahl der Messungen r Radius des Bohrlochs in cm HPB Bezugshh