Open-End-Test

Open-End-Test zur Bestimmung der Bodendurchlässigkeit (kf-Wert)

Die Geländeuntersuchungen zur Versickerung erfolgen mittels Schlitzsondierung und einem in-Situ-Versickerungsversuch in Oberflächennähe bis ca. 0,6 m Tiefe bei einer Muldenversickerung oder einem Open-End-Test bei größerer Tiefe, wie sie für eine Rigole erforderlich ist.

Die Untersuchungspunkte werden lagebezogen vermessen. Dazu dient als Grundlage ein Lageplan (i.d.R. 1:500 oder 1:1.000) sowie vorhandene Bezugspunkte wie Gebäude oder Grundstücksgrenzen.

Aus den Feldmessungen des Versickerungsversuches wird der kf-Wert berechnet. Im Ergebnis dient er als wichtigste Grundlage für die hydraulische Bemessung der Versickerungsanlage nach ATV-DVWK-A 138.

Sondierungen, Bodenprofil

Die Sondierungen dienen zur Überprüfung des Bodenaufbaus und zur Festlegung der Tiefe für den Versickerungsversuch bzw. Open-End-Test sowie zur Überprüfung des evtl. vorhandenen Grundwasserspiegels, bzw. ob überhaupt ein Grundwassereinfluss besteht.

Die Sondierungen werden mit einer Schlitz-Sondierstange DN 25 mm jeweils bis 3,0 m u. GOK durchgeführt und das Schichtenprofil aufgenommen und die Bodenschichten geologisch beschrieben und eingestuft. Dabei wird auch besonders auf den Wassergehalt als Hinweis für Schicht- oder Grundwasser geachtet. Mit dem „Klopftest“ an der geschlitzten Sondierstange kann austretendes Porenwasser festgestellt werden. Ggf. kann auch der Wasserstand im Sondierloch mit einem Lichtlot gemessen werden.

Open-End-Test (Auffüllversuch)

Versuchsaufbau

Bei einem instationären Auffüllversuch handelt es um einen nach dem Befüllen absinkenden Wasserspiegel, d.h. die Druckhöhe nimmt ab. Festgehalten wird die Zeit und die eingefüllte Wassermenge bis zur Oberkante und daraus wird die Druckhöhe (Wasserstand ht berechnet). Im Gegensatz dazu wird beim stationären Auffüllversuch die Druckhöhe konstant gehalten.

Die Versuchsanordnung und der Versuchsaufbau für den Open-End-Test ist für instationäre Verhältnisse in der Abbildung 1 dargestellt (Rohrlänge H = 2,0 m, Innendurchmesser 22 mm, Einbautiefe nach Sondierergebnis). Das Messrohr wird in eine speziell dafür angelegte Sondierung bis zur Basis eingebaut. Der Einbau und die Messung erfolgt i.d.R. in der ungesättigten Bodenzone.open-end-test instationär

Abbildung 1: Versuchsanordnung Open-End-Test mit instationären Bedingungen

Versuchsdurchführung Open-End-Test

Für den Open-End-Test muss das eingebaute Messrohr eng in das Sondierloch passen und darf keine Umläufigkeiten aufweisen. Dies würde durch Wasseraustritt an der Oberfläche zu erkennen sein. Das Messrohr wird bis an den Grund eingeführt und nur etwas in die Basis gedrückt, damit ein Bodenanschluss erfolgt.

Alle eingefüllten Wassermengen werden mit einem Messbehälter mit ml-Teilung gemessen und die zugehörige Zeit festgehalten. Nach der ersten Befüllung bis zum Rand sind die ersten Wassermengen am Größten, da zunächst eine Wassersättigung des Bodens in der direkten Umgebung des Rohrendes eintritt.

Der sinkende Wasserstand wird beobachtet und sollte nicht unter ¼ der Rohrlänge fallen (vorher Berechnung des Volumens des Rohres; hier 0,76 Liter). Die Wasserauffüllung ist so lange zu wiederholen, bis sich die Werte bei gleichen Zeiten einer konstanten Menge annähern, mindestens etwa 8 bis 10 Werte insgesamt. Gemessen und protokolliert werden die Menge Q zur Zeit t, Beginn und Ende.

Versuchsauswertung, Berechnungsgrundlagen

Die Versuchsauswertung des Open-End-Test erfolgt tabellarisch durch Einzelberechnung mit grafischer Darstellung der kf-Werte für instationäre Bedingungen. Aus dem grafischen Verlauf wird der End- bzw. Durchschnittswert bestimmt (Beispiel und Grafik s. Abbildung 2).

Für den Auffüllversuch als instationärer Open-End-Test gilt:

kf  =  π * r / (5,5 * t) * ln (ho / ht)   [m/s]

kf         gesuchter Durchlässigkeitsbeiwert
r           Radius (Rohr)
t           Zeit, Messintervall
ho        Ausgangsdruckhöhe, Wasserstand
ht         Druckhöhe zur Messzeit t (aus Wasservolumen rückberechnet)

Auffüllversuch, Auswertung Open-End-Test

Insgesamt dauerte der Auffüllversuch 12 Minuten. Das eingebaute Ruhr wurde i.d.R. jede Minute bis zum Rand gefüllt und das Volumen gemessen. Daraus wurde die Höhe der Wassersäule zum Messzeitpunkt mittels einer Eichkurve/Formel berechnet.

Beispielberechnung:

kf  =  3,14 * 0,011 / (5,5 * 60) * ln (2,0 / 1,7)  =  1,7*10-5  [m/s]

Die grafische Darstellung der Einzelwerte zeigt, dass die Streuung im Bereich der Messungenauigkeit liegt (Volumen ca. 10 ml; Zeit ca. 5 bis 10 s). Als Durchlässigkeitsbeiwert aus dem grafischen Mittel ergibt sich ein mittlerer kf-Wert von 1,7*10-5 m/s (s. Abbildung 2).Diagramm: Auswertung open-end-test kf = 1.7 10-5

Abbildung 2: Auswertungsdiagramm Open-End-Test mit kf-Wert

Bewertung der Ergebnisse des kf-Wertes für eine Versickerung

Für die Bodendurchlässigkeit im Untersuchungsbereich an der Basis der geplanten Rigole gilt der als in-Situ-Versickerungsversuch durchgeführte Open-End-Test mit dem Ergebnis des kf-Wertes von 1,7*10-5 m/s im Feinsand mit Schlufflagen in einer Tiefe von 1,4 m u. GOK. Der kf-Wert liegt im durchlässigen Bereich für eine Versickerung nach den Vorgaben des Merkblattes ATV-DVGW-A 138.

Der Untergrund ist bis 3,0 m frei von Grundwassereinfluss. Es besteht bei einer max. Bautiefe der Mulden-Rigole von 1,4 m ein potentieller Abstand von mind. 1,6 m bis zu einem möglichen Grundwasserspiegel.

Incoming search terms:

  • open end test auswertung