Elektrische Drucksondierungen CPT

Elektrische Drucksondiertechnik

Die elektrische Drucksondierung wird in unserem Unternehmen als indirektes Aufschlussverfahren nach der DIN EN ISO 22476 Teil 1 (Oktober 2013) ausgeführt.

Bei diesem Verfahren wird eine zylindrische Messsonde, bestehend aus Messspitze und Reibungshülse über ein Hohlgestänge hydraulisch mit konstanter Geschwindigkeit lotrecht in den Untergrund gedrückt. Dabei werden pro Sondenmeter bis zu 1.000 Messwerte aufgenommen und in Echt-Zeit über ein Datenkabel an die Oberfläche übermittelt.
Über die Messsonde lassen sich neben dem Spitzendruck und der Mantelreibung auch die Gesamtkraft und die Ablenkung der Spitze von der Lotrechten ermitteln.

Aus den Ergebnissen der elektrischen Drucksondierung können die Bodenarten lagenweise im cm-Schritt bestimmt und gleichzeitig charakteristische Eigenschaften korreliert werden.

Porenwasserdruck

Die Drucksondierspitze zum Messen des Porenwasserdrucks (CPTU) ist zusätzlichen zu den Messeinheiten für den Spitzendruck und der Mantelreibung mit einem Filterelement ausgestattet und ist nach DIN EN ISO 22476 Teil 1 (Oktober 2013) genormt. Über dieses Filterelement strömt das Porenwasser unter bestimmten Druckverhältnissen im Untergrund in das Innere der Messsonde. Somit lässt sich der Porenwasserdruck in den einzelnen Schichten im Untergrund bestimmen und die Werte des Spitzendrucks und der Mantelreibung vom umgebenden Wasserdruck korrigieren. Dies ermöglicht eine noch exaktere  Deklaration der Bodenart und das Ableiten weiterer bodenmechanischer Kennwerte.

Zusätzlich zum Messen des Porenwasserdruckes können Dissipationstests (ohne Gestängevorschub) durchgeführt werden. Über diesen Versuch lassen sich u. a. Rückschlüsse auf die Durchlässigkeitsbeiwerte und das Konsolidierungsverhalten des Bodens ziehen.

Seismische Drucksondierung

Für die Ermittlung von dynamischen Kenngrößen setzt die geotechnik heiligenstadt gmbh eine moderne seismische Drucksondierspitze zur indirekten Erkundung des Baugrundes ein. Dabei ist die klassische elektrische Drucksondierspitze mit drei zusätzlichen Beschleunigungsaufnehmern für die x, y, und z Achse ausgestattet. In Sondierpausen der klassischen Drucksondierung erfolgt eine seismische Anregung an der Oberfläche durch einen Hammerschlag oder ein Fallgewicht. Die Beschleunigungsaufnehmer erfassen dabei die Ausbreitungsgeschwindigkeit der induzierten seismischen Wellen (S und P-Wellen) von der Erregung bis zur entsprechenden Sondiertiefe. Die Rohdaten aus den jeweiligen Sondiertiefen lassen sich jeweils für die x, y und z Komponenten in einem Seismogramm zusammenfügen. Somit liefert die seismische Drucksondierung wichtige Informationen über den Aufbau des Untergrundes, angefangen mit der Schichtenfolge, über die Scherwellengeschwindigkeit bis hin zur Ermittlung der Dämpfung im Boden. Über die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Kompressions- (P-Welle) und Scherwellen (S-Welle) lassen sich zusätzlich weitere elastische Kennwerte des Bodens, wie z. B. die Querdehnungszahl berechnen und entsprechend korrelieren.    

Magnetometer mit CPT

Zur Detektion von Blindgängern und metallischen Körpern im Untergrund setzt die geotechnik heiligenstadt gmbh eine Magnetometersonde ein. Diese arbeitet mittels Drei-Komponenten "Tunable Fluxgate Gradiometer" (TFG) in Kombination mit einer herkömmlichen Drucksondierspitze. Unsere rad- und kettenbetriebenen Sondiereinheiten dienen dabei als Trägergerät und ermöglichen so ein nahezu unbeschränketes Einsatzgebiet. 

Vorteile

  • insitu Echtzeitsondierung mit hoher Detektionssicherheit und Genauigkeit
  • permanente Aufzeichnung und Darstellung von Veränderungen im Magnetfeld
  • hohe Sicherheit für Personal und Gerät (geringe Erschütterungen)
  • minimale Veränderung der bestehenden Bodenstruktur
  • großes Anwendungsgebiet (on- und offshore)
  • geringer Arbeitsaufwand (alles in einem Zug)
  •  größere Eindringtiefen
  • zusätzliche Bohrlochradarmessung möglich

Fazit: sehr wirtschaftliches Verfahren gepaart mit hoher Sicherheit

Direkt-Push-Probenahme

Die Direkt-Push-Probenahme (BAT-System) dient der in situ Entnahme von Boden- bzw. Bodenluftproben. Dazu enthält die spezielle Sondierspitze ein Filterelement, das durch Zurückziehen des Schutzrohres geöffnet wird. Durch das Hohlgestänge wird über das Shuttle-System ein evakuiertes Glasgefäß herunter gelassen. Über eine Doppelnadel wird die Probe aus dem Filterraum entnommen. Durch dieses System können u. a. Wasser- und Bodenluftproben entnommen, Wasserdruckmessungen vorgenommen und die hydraulische Durchlässigkeit des Untergrundes bestimmt werden.

Flügelsondierung

Die Flügelsondierung wird in unserem Unternehmen nach DIN EN ISO 22476 Teil 9 (April 2014) ausgeführt. Dabei kommt die vollautomatische Flügelsonde FFL 200 mit den Flügeltypen: V1 (25X50 mm), V2 (50X100 mm), V3 (75X150 mm) zum eingesetzt.
Bei diesem indierekten Aufschlussverfahren wird ein Stahlflügel mit Hilfe einer Drucksondiereinheit in den Untergrund gedrückt und eine gleichförmige Drehbewegung ausgeführt. Anhand des gemessenen Drehmoments lassen sich die undränierte Scherfestigkeit und die Restscherfestigkeit des Untergrundes ermitteln. Somit können eventuelle Schwächezonen im Bodenkörper besser lokalisieren und mit Hilfe der ermittelten Daten z. B. erdstatische Berechnungen durchführen werden. Die Flügelsonde findet ihre Anwendung in wassergesättigten, weichen bis steifen bindigen und organischen Böden.

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A wonderful serenity has taken possession of my entire soul, like these sweet mornings of spring which I enjoy with my whole heart. I am alone, and feel the charm of existence in this spot, which was created for the bliss of souls like mine.

I am so happy, my dear friend, so absorbed in the exquisite sense of mere tranquil existence, that I neglect my talents. I should be incapable of drawing a single stroke at the present moment; and yet I feel that I never was a greater artist than now.

When, while the lovely valley teems with vapour around me, and the meridian sun strikes the upper surface of the impenetrable foliage of my trees, and but a few stray gleams steal into the inner sanctuary, I throw myself down among the tall grass by the trickling stream; and, as I lie close to the earth, a thousand unknown plants are noticed by me: when I hear the buzz of the little world among the stalks, and grow familiar with the countless indescribable forms of the insects and flies, then I feel the presence of the Almighty, who formed us in his own image.

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