Poretrykk under betongdammer fundamentert på fjell

Abstract

Oppdrift skapes når vann trenger inn i sprekker i damfundamentet. Vanntrykket i sprekkene, kalt poretrykk, skaper en vertikal kraft som løfter dammen. Formålet med denne oppgaven er å vurdere hvilke parametere som har størst betydning for fordelingen av poretrykk i et damfundament. Vurderingen er basert på et internasjonalt litteraturstudie og en analyse av poretrykksmålinger. I analysen er det benyttet poretrykksmålinger fra fire gravitasjonsdammer på fjellfundament i Norge, Tyskland og Osterrike. En befaring er gjennomført ved to av dammene.Oppgavens andre formål er å gi innspill til det norske regelverket om beregning og måling av poretrykk. Innspillene er basert på en sammenligning av stabilitetsberegninger etter regelverket i Norge, Sverige og Sveits. Basert på resultatene fra de to formålene er det vurdert om etterinstrumentering av poretrykk bør tas i bruk ved revurdering av dammer i Norge. Resultatene i oppgaven viser at egenskapene i damfundamentet i stor grad påvirker poretrykket. Egenskapene, og dermed poretrykket, varierer ofte langs dammens lengdeakse. Selv små sprekker kan påvirke poretrykket mye. Poretrykket i oppstrøms ende av fundamentet endres mer direkte ved vannstandsendringer enn poretrykket lengre nedstrøms i fundamentet. Det er ikke funnet når en endring i poretrykket oppstår i forhold til en endring i oppstrøms vannstand. Tidligere studier gir ulike konklusjoner. Sammenheng bør derfor undersøkes nærmere i videre studier.Drenasjesystem er den beste metoden for å redusere poretrykk i et damfundament. Inspeksjonsgangen, som drenasjehullene bores fra, bør plasseres i oppstrøms ende av dammen og nære fundamentet. Injeksjonsskjermer har svært varierende effekt og avhenger mye av utformingen. De bør derfor benyttes som en ekstra sikkerhet framfor som et poretrykksreduserende tiltak.Dagens krav til poretrykksmålinger i Damsikkerhetsforskriften (2009) samsvarer godt med sikkerhetsfaktorene for stabilitetsberegninger. I Norge måles poretrykk ved svært få dammer. Det er hovedsakelig fordi kravene til poretrykksmålinger i Damsikkerhetsforskriften ikke er strenge, men også fordi kravene er vage. I stedet gir Damsikkerhetsforskriften høye sikkerhetsfaktorer for stabilitetsberegninger. Det gir en bedre sikkerhet enn bruk av poretrykksmålinger, da poretrykket kun måles i utvalgte punkter og størrelsen kan variere mellom punktene. Damsikkerhetsforskriften deler behovet for instrumentering inn i to grupper basert på godt eller dårlig fjell. Det er behov for en definisjon av begrepet godt fjell , eller mer spesifikke krav til hvilke egenskaper som kreves for at damfundament skal tilhøre den ene eller andre gruppen.Etterinstrumentering av poretrykksmålere kan være en løsning for dammer som må rehabiliteres og hvor rehabiliteringen er dyr. Instrumentering krever et omfattende nettverk av poretrykksmålere og god kunnskap om fundamentets egenskaper, så det kan vurderes om de målte poretrykksverdiene gjelder for hele damfundamentet. Hvis målte verdier av poretrykket skal benyttes i stabilitetsberegninger ved en rehabilitering må det fastsettes hvor mange målepunkt som bør benyttes og hvor stor sikkerhetsfaktor det er fornuftig å benytte ved beregning av oppdriften.