Drucksondiertechnik nach DIN EN ISO Teil 1 (Oktober 2013)

Transkript

1 Anwendungsgebiete der : Gesamtkraft, Tiefenorientierte und luftdichtverschlossene Wasserprobennahme mittels BAT -System Detektierung von Umweltparametern in Grundwasserleitern Flügelscherversuche mit elektrischer Feldflügelsonde Seismische Drucksondierungen (SCPT) Zur Ausstattung des Gerätes gehören unter anderem: MAN TGS x4 BB mit CPT- Kabinenraupe Panther-150/200, Maße 9,0 m lang x 2,5 m breit x 4,0 m hoch, Gespann-Gewicht 34,0 t 200 kn Pusher 20 t Reaktionskraft als Gespann, 16 t Reaktionskraft Raupe (solo) = Sondiertiefe von 80 m Elektronische Daten- und Tiefenerfassung der Firma Geomil / NL Elektronische Datenübertragung Automatische Kalibrierungsprüfung Verschiedenste CPT-Sonden BAT - System Elektrische Feldflügelsonde SCPT-Sonde (Seismik) Zur Unterstützung der Erkundungstätigkeit in der Geo- und Umwelttechnik setzt die geotechnik heiligenstadt gmbh seit Oktober 2005 die ein. Mit einem der modernsten Drucksondiergeräte (Baujahr 2013) in Europa können die verschiedensten Aufgabenstellungen schnell, aussagekräftig und kostengünstig gelöst werden.

2 Anwendungsgebiete der : Gesamtkraft, Tiefenorientierte und luftdichtverschlossene Wasserprobennahme mittels BAT -System Detektierung von Umweltparametern in Grundwasserleitern Flügelscherversuche mit elektrischer Feldflügelsonde Seismische Drucksondierungen (SCPT) Zur Ausstattung des Gerätes gehören unter anderem: MAN TGA x6, Maße 8,0 m lang x 2,5 m breit x 3,6 m hoch, Gewicht 22,0 t 200 kn Pusher 20 t Reaktionskraft Elektronische Daten- und Tiefenerfassung der Firma Geomil / NL Zur Unterstützung der Erkundungstätigkeit in der Geo- und Umwelttechnik setzt die geotechnik heiligenstadt gmbh seit Oktober 2005 die ein. Mit einem der modernsten Drucksondiergeräte in Europa können die verschiedensten Aufgabenstellungen schnell, aussagekräftig und kostengünstig gelöst werden. Elektronische Datenübertragung Automatische Kalibrierungsprüfung Verschiedenste CPT-Sonden BAT - System Elektrische Feldflügelsonde SCPT-Sonde (Seismik)

3 Anwendungsgebiete der : Gesamtkraft, Tiefenorientierte und luftdichtverschlossene Wasserprobennahme mittels BAT -System Detektierung von Umweltparametern in Grundwasserleitern Flügelscherversuche mit elektrischer Feldflügelsonde Seismische Drucksondierungen (SCPT) Zur Ausstattung des Gerätes gehören unter anderem: Motor Volvo Penta TD 720VE, Fahrwerk IVA Johann mit Moorketten B= 700 mm Maße 5,9m lang x 2,5m breit x 3,1m hoch, Gewicht 18,5 t + 2 x 1,25 t auflastbar *= 21 t mögliches Gesamtgewicht 200 kn Pusher Elektronische Daten- und Tiefenerfassung der Firma Geomil / NL Zur Erhöhung der Effektivität im Rahmen der Erkundungstätigkeit in der Geo- und Umwelttechnik setzt die geotechnik heiligenstadt gmbh eine der modernsten Drucksondiergeräte mit Raupenfahrwerk ein. Mit einem der innovativsten Geräte in Europa können die verschiedensten Aufgabenstellungen in schwierigstem Gelände gelöst werden. * Kettenfahrwerk wird mit Originalgewichten balastiert Elektronische Datenübertragung Automatische Kalibrierungsprüfung Verschiedenste CPT-Sonden BAT - System Elektrische Feldflügelsonde SCPT-Sonde (Seismik)

4 Anwendungsgebiete der : Gesamtkraft Tiefenorientierte und luftdichtverschlossene Wasserprobennahme mittels BAT -System Detektierung von Umweltparametern in Grundwasserleitern Flügelscherversuche mit elektrischer Feldflügelsonde Seismische Drucksondierungen (SCPT) Zur Ausstattung des Gerätes gehören unter anderem: Mercedes-Benz UNIMOG U x4, Maße 7,0 m lang x 2,5 m breit x 3,6 m hoch, Gewicht 13,0 t 200 kn Pusher 20 t Elektronische Daten- und Tiefenerfassung der Firma Geomil / NL Zur Unterstützung der Erkundungstätigkeit in der Geo- und Umwelttechnik setzt die geotechnik heiligenstadt gmbh seit Januar 2005 die ein. Mit modernster werden die verschiedensten Aufgabenstellungen schnell, aussagekräftig und kostengünstig gelöst. Mit unterschiedlichsten Geräten deckt die geotechnik heiligenstadt GmbH ein möglichst großes Anwendungsportfolio ab, NEU seit Januar 2014 im Gerätepark der geotechnik heiligenstadt GmbH der all terrain UNIMOG. Elektronische Datenübertragung Automatische Kalibrierungsprüfung Verschiedenste CPT-Sonden BAT - System Elektrische Feldflügelsonde SCPT-Sonde (Seismik)

5 nach DIN EN ISO Teil 1 (Oktober 2014) Anwendungsgebiete der : Gesamtkraft Tiefenorientierte und luftdichtverschlossene Wasserprobennahme mittels BAT -System Detektierung von Umweltparametern in Grundwasserleitern Flügelscherversuche mit elektrischer Feldflügelsonde Seismische Drucksondierungen (SCPT) Zur Ausstattung des Gerätes gehören unter anderem: Daimler-Benz 2628 AK 6x6, Maße 8,05 m lang x 2,5 m breit x 3,9 m hoch, Gewicht 20,0 t 200 kn Pusher 20 t Reaktionskraft Elektronische Daten- und Tiefenerfassung der Firma Geomil / NL Zur Unterstützung der Erkundungstätigkeit in der Geo- und Umwelttechnik setzt die geotechnik heiligenstadt gmbh seit Oktober 2005 die ein. Mit modernster werden die verschiedensten Aufgabenstellungen schnell, aussagekräftig und kostengünstig auch im ost- und westeuropäischen Ausland gelöst. Elektronische Datenübertragung Automatische Kalibrierungsprüfung Verschiedenste CPT-Sonden BAT - System Elektrische Feldflügelsonde SCPT-Sonde (Seismik)

6 Anwendungsgebiete der : Gesamtkraft Tiefenorientierte und luftdichtverschlossene Wasserprobennahme mittels BAT -System Detektierung von Umweltparametern in Grundwasserleitern Flügelscherversuche mit elektrischer Feldflügelsonde Seismische Drucksondierungen (SCPT) Zur Ausstattung des Gerätes gehören unter anderem: MAN TGS x4 BB mit CPT- Kabinenraupe Panther-150/200, Maße 9,0 m lang x 2,5 m breit x 4,0 m hoch, Gespann-Gewicht 34,0 t 200 kn Pusher 20 t Reaktionskraft als Gespann, 16 t Reaktionskraft Raupe (solo) = Sondiertiefe von 80 m Elektronische Daten- und Tiefenerfassung der Firma Geomil / NL Zur Unterstützung der Erkundungstätigkeit in der Geo- und Umwelttechnik setzt die geotechnik heiligenstadt gmbh seit Januar 2005 die ein. Mit den Anforderungen unserer Auftraggeber wächst unser Bestreben, durch die Bereitstellung verschiedenster Drucksondiergeräte und effektiver Einsatzmöglichkeiten selbst schwierigste Projekte zu bearbeiten, wie z. B. hier im Bahngleis. Elektronische Datenübertragung Automatische Kalibrierungsprüfung Verschiedenste CPT-Sonden BAT - System Elektrische Feldflügelsonde SCPT-Sonde (Seismik)

7 Anwendungsgebiete der : Gesamtkraft Tiefenorientierte und luftdichtverschlossene Wasserprobennahme mittels BAT -System Detektierung von Umweltparametern in Grundwasserleitern Flügelscherversuche mit elektrischer Feldflügelsonde Seismische Drucksondierungen (SCPT) Zur Ausstattung des Gerätes gehören unter anderem: CPT-Boomer auf Ponton 200 kn Pusher 20 t Reaktionskraft Elektronische Daten- und Tiefenerfassung der Firma Geomil / NL Zur Unterstützung der Erkundungstätigkeit in der Geo- und Umwelttechnik setzt die geotechnik heiligenstadt gmbh seit Oktober 2005 die ein. Mit modernster werden die verschiedensten Aufgabenstellungen schnell, aussagekräftig und kostengünstig selbstverständlich auch unter schwierigsten Bedingungen gelöst. Elektronische Datenübertragung Automatische Kalibrierungsprüfung Verschiedenste CPT-Sonden BAT - System Elektrische Feldflügelsonde SCPT-Sonde (Seismik)

8 Anwendungsgebiete der : Gesamtkraft, Tiefenorientierte und luftdichtverschlossene Wasserprobennahme mittels BAT -System Detektierung von Umweltparametern in Grundwasserleitern Flügelscherversuche mit elektrischer Feldflügelsonde Seismische Drucksondierungen (SCPT) Zur Ausstattung des Gerätes gehören unter anderem: Modular aufgebautes, äußerst bewegliches Drucksondiergerät Separates, äußerst bewegliches Hydraulik-Power-Pack mit 10 kw Leistung und Hydrauliköltank Separates, äußerst bewegliches Gestängelager 150 kn Pusher 15 t Reaktionskraft Elektronische Daten- und Tiefenerfassung der Firma Geomil / NL Elektronische Datenübertragung Automatische Kalibrierungsprüfung Verschiedenste CPT-Sonden BAT - System Elektrische Feldflügelsonde SCPT-Sonde (Seismik) Zur Unterstützung der Erkundungstätigkeit in der Geo- und Umwelttechnik setzt die geotechnik heiligenstadt gmbh seit Oktober 2005 die ein. Mit einem der modernsten Drucksondiergeräte in Europa können die verschiedensten Aufgabenstellungen schnell, aussagekräftig und kostengünstig gelöst werden. Seit Januar 2013 steht auch ein Gerät zum Sondieren im Innenbereich von Gebäuden und bei beengten Platzverhältnissen zur Verfügung.

9 Verfahrensüberblick CPT Bei der Durchführung von elektrischen Drucksondierungen wird eine zylindrische Messsonde über ein Hohlgestänge hydraulisch in den Untergrund gedrückt. Die Sonde besitzt eine Messspitze und eine Messhülse. Mit der Spitze wird der Bodenwiderstand (Druck) und mit der Messhülse der Bodenwiderstand (Reibung) gemessen. Die Messaufnahme erfolgt über Dehnmessstreifen, die Übertragung der Messwerte wird über ein innerhalb des Sondiergestänges verlaufendes Messkabel gewährleistet. Die Sondiergeschwindigkeit beträgt 2 cm/s ± 0,5 cm/s. Pro Sondenmeter werden bis zu Messwerte aufgenommen, wobei neben dem Spitzendruck und der die Gesamtkraft und die Ablenkung der Spitze von der Lotrechten gemessen wird. Dies ist sowohl für die Bewertung der Messergebnisse (Tiefeneinschätzung) als auch für das Abbruchkriterium während des Sondiervorgangs von Bedeutung, da bei Überschreitung der Neigung von 15 die Sondierung beendet werden muss. Neben der Messung der herkömmlichen Daten können auch werte im Untergrund bestimmt werden. Hierfür besitzen die Messsonden zusätzlich einen Keramikfilter, über den Porenwasser unter bestimmten Druckverhältnissen in das Innere der Messsonde strömen kann. Die Daten werden über einen Druckaufnehmer registriert und über das Messkabel übertragen. Sämtliche Daten werden im Computersystem in der Sondierkabine registriert und gespeichert. Aus den Ergebnissen der Drucksondierungen können die Bodenarten lagenweise im cm - Schritt bestimmt und gleichzeitig charakteristische Eigenschaften korreliert werden.

10 Direct-Push- Probenahmesystem Verfahrensüberblick BAT-System Das BAT-System ist benannt nach seinem Erfinder Bengt Arne Torstensson und wurde in den 70er Jahren in Schweden von der Firma BAT Envitech, Inc. Entwickelt. Die Grundwasserprobe wird durch Anlegen von Vakuum an einem porösen Filterelement gewonnen und strömt in-situ in das Transportgefäß. Prinzip Die Sonde besteht aus einer Stahlspitze mit einem porösen Filterelement und einem hohlen Gestänge. Die Sondenspitze ist in zwei unterschiedlichen Ausführungen erhältlich. Die MK 2-10 cm langen Filterrohr und zurückziehbarem Schutzrohr. Die Filterelemente sind in Edelstahl, HDPE und PTFE erhältlich. Die Sonde wird bis zur gewünschten Tiefe in die gesättigte Zone gerammt oder in ein bestehendes Bohrloch eingesetzt. Mit einem Adapter wird ein verschlossenes, luftleeres 35 ml Gläschen durch die Schlagstange nach unten geschoben. Nachdem eine Hohlnadel das Septum des Glases und ein Septum oberhalb des Filterelements durchstoßen hat, wird durch das Vakuum im Glas Grundwasser eingesaugt. Die erste Probe wird verworfen, da sich in ihr noch Luft und Abb. 1: BAT-System (MINES et al., 1993) verschlepptes Wasser aus dem Filter befinden kann. Die eigentliche Probe wird erst nach dem Vorspülen gezogen. Bei diesem geschlossenen System bleibt der Wasserdruck der Probe erhalten und Ausgasungen können vermieden werden.

11 Flügelsondiertechnik nach DIN EN ISO Teil 9 (April 2014) Technische Daten: Flügeltypen: V1: 25 X 50 mm V2: 50 X 100 mm V3: 75 X 150 mm max. Drehmoment: 100 Nm bzw. 200Nm einstellbare Geschwindigkeit frei programmierbare Drehzahlstufen: 0,0 bis 5,1 /sec Remould - Drehzahl: 0,0 bis 15 /sec Auflösung Drehzahlvorgabe: 0,0367 /sec Versorgungsspannung: 230 V AC, 50/60 Hz Vollautomatische Feldflügelsonde FFL200 Leistungsmerkmale: Flügelsonde für Feldeinsatz, sehr robuster Aufbau einfache Handhabung durch kompakte Bauform serielle Schnittstelle für die automatische Steuerung und Messdatenerfassung über einen PC Steuerung direkt über Microsoft EXCEL oder alternativ mit dem Steuerprogramm GeoLAB 6 frei wählbare und programmierbare Drehzahlstufen sowie eine Stufe Remould automatische Drehmomentbegrenzung in Abhängigkeit des gewählten Flügeltyps, sowie Drehzahlüberwachung und begrenzung zum Schutz des Bohrgestänges und Flügels integrierte Berechnung aller Kenngrößen wie: - Restscherfestigkeit im Mittel nach dem letzten Remould - maximale Scherspannung - maximales Drehmoment - Reibungsmoment des Bohrgestänges Aufbereitung der erfassten Messdaten und Protokollausdruck

12 TFG-CPT Magnetometer + Drucksondierung (insitu Blindgängersondierung nach höchsten Sicherheitsstandards) Die Firma geotechnik heiligenstadt gmbh führt für die Detektion von Blindgängern die Echtzeit Magnetometersondierung mittels Drei-Komponenten Tunable Fluxgate Gradiometer (TFG) in Kombination mit der Cone Penetration Test (CPT) aus. Das TFG-CPT System bietet eine Echtzeit-Sondierung bei minimaler Erschütterungswirkung und minimalem Bodeneingriff. Hierbei wird eine Lanze mit der Kombinierten CPT-TFG Messspitze hydraulisch in den Boden gepresst. Die kontinuierliche Aufzeichnung und Darstellung der Veränderung des Magnetfeldes und der Bodenkennwerte bietet ein hohes Maß an Sicherheit während den Sondierarbeiten. Die Messung erfolgt 3-Dimensional. Die Lage von Kampfmitteln kann mit diesem System genau bestimmt werden. Als Trägergeräte für die Durchführung der Tests kommen rad und kettenbetriebene Fahrzeuge zum Einsatz, so dass die Anpassung an die jeweiligen äußeren Rahmenbedingungen projektbezogen möglich sind.

13 TFG-CPT Magnetometer + Drucksondierung Vorteile: insitu Echtzeitsondierung sehr hohe Arbeitssicherheit sehr hohe Detektionssicherheit Ermittlung der geotechnischen Bodenparameter minimaler Eingriff in die Bodenstruktur Einsatz besonders geeignet bei weichen Bodenverhältnissen Minimierung des Aufwands alle Arbeitsschritte in einem(herkömmlich: Bohren, Rohre einbringen, sondieren, Bohrloch verpressen) besonders geeignet auch auf Wasserflächen sehr hohe Messdynamik Einsatz auch sehr nahe an Soundwänden etc. hohe Mobilität hohe Wirtschaftlichkeit auch bei Sondierung bis in große Tiefen Nachteile: Einschränkung der Drucksondierung auf weiche Böden bei Auffüllungen und Steinen ist oftmals das Eindrücken der Sonde nicht möglich Störeinfluss des LKWs, Raupe oder Hydraulikpressvorrichtung bis ca. 1 m unter GOK Messablauf: Einmessung der Soll Punkte Vorschachten des Ansatzpunktes Freimessung der Oberfläche mittels Handsonde Positionierung des Messfahrzeugs über den Ansatzpunkt Nullabgleich der Position und CPT Spitze Einpressen der Drucksonde und Aufzeichnung der Messwerte alle Messwerte in Echtzeit auf PC dargestellt und kontinuierlich gemessen optische und graphische Warnsignale Messgeschwindigkeit beträgt i. d. R. 2cm/s nach Erreichen der Endtiefe wird Sondiergestänge gezogen beim Ziehen erfolgt ebenfalls Messung des Magnetfeldes zur Kontrolle Messwerte: 2 Dreiachs-Magnetometer (Messdynamik +/ nT, Empfindlichkeit 0.01nT) Aufzeichnung: x1, y1, z1 und x2, y2, z2 berechnen des Gradienten der z- Komponenten, die Totalfeld Komponenten und die Differenz des Totalfeldes Spitzenwiderstand fs lokale Mantelreibung qc Reibungsverhältnis Rf (berechnet) Inklination der Sonde (jeweils x,y Komponenten von 2 Inklinometern aufgezeichnet) optional Porendruck Tiefe Die Tiefe der Sondierung wird durch eine Wegstreckenmessung aufgezeichnet. GPS Position Datenblatt: TFG Sensor: Fluxgate Magnetometer (zwei 3 Komponenten (x1, y1, z1) Sensoren TFG Messbereich: +/ nT (2 mal 3 Achsen (x1, y1, z1) Empfindlichkeit: 0.01nT Sensorabstand: 0.4m 1m (variabel) Standart 0.6m Datenaufzeichnung: AGSLog Aufzeichnungssoftware / PC Processing: AGSLog Stromverbrauch: Blei-Gel Akku 12V ca. 40h Betrieb Betriebstemperatur: -20 C bis 40 C Kompensation: Software Druckspitze: Ø44mm, A=15 cm2 Sondiertiefe: bis ca. 30m Inklinometer: +/ Druckeinheit: CPT LKW, Raupe, Mobileinheit, Ballast Block Unterwasser, Sonderkonstruktionen Daten Import: dxf Lagepläne Daten Export: ASCI, Excel, UXO, csv, DXF Speichern der Messdaten und Interpretation der Messergebnisse

14 D- tel.: / faks: / info@geotechnik.com Dyrektor: Elmar Dräger Sąd Rejonowy Jena rejestr handlowy: Seismische Drucksondierungen Anwendungsgebiete der Sesmischen Drucksondierung: und Kompressions- (P-) und Scherwellen (S-Waves), Dynamische Bodenparameter Gegenstand Seismische Sonde Type(n) Kompatibilität Meßbereich Bereich der Temperaturempfindlichkeit Signal Conditioning Box Stromversorgung Technische Spezifikationen: Spezifikation Uni-axial (SC1); Tri-axial (SC3) Elektrische Sonden C10 und S15 ± 50 G pk 100 mv/g (siehe Kalibrierprotokolle der Beschleunigungsmesser) -10 C to +70 C 12 V-/1,5 A über Netzteil Zur Unterstützung der Erkundungstätigkeit in der Geo- und Umwelttechnik setzt die geotechnik heiligenstadt gmbh seit Oktober 2005 die ein. Die neueste Technik für geotechnische Untersuchungen sind Seismische Drucksondierungen zur Bestimmung von dynamischen Bodenparametern. Die geotechnik heiligenstadt gmbh ist seit 2011 in der Lage, seismische Drucksondierungen mit Interpretation der Ergebnisse durchzuführen.

15 Seismische Drucksondierungen Verfahrensbeschreibung SCPT (Seismic Cone Penetration Testing) Zur Ermittlung von dynamischen Kenngrößen stellt das Verfahren SCPT (Seismic Cone Penetration Testing) eine sinnvolle Erweiterung der klassischen CPT (Cone Penetration Testing) dar. Dazu werden in die elektronische Sondierspitze zusätzlich drei Beschleunigungsaufnehmer integriert, welche entsprechend der drei Hauptrichtungen in x, y bzw. z ausgerichtet sind. Während kurzer Pausen im Sondiervorgang entsprechend bestimmter Tiefenintervalle werden nach dem Prinzip der VSP (Vertikal Seismische Profilierung) Laufzeitmessungen von induzierten seismischen Wellen ausgeführt. Die seismische Erregung kann dabei mittels Hammerschlag oder Fallgewicht erreicht werden. Neben der Anregung von P-Wellen (Kompressionswellen) können auch horizontal polarisierte S-Wellen (Scherwellen) z.b. über einen Schlag an eine Schurfwand primär erzeugt werden. Das Bild zeigt die Variante mittels Hammerschlag und Kurzschlusstriggerung:

16 Seismische Drucksondierungen Die folgende Darstellung zeigt die mittels Hammerschlag erzeugten Rohdaten der x-, y- und z- Komponenten (Reihenfolge: rot, grün, blau) in einer Tiefe der Sondierspitze von 2 m und einem lateralen Abstand der seismischen Quelle (Hammerschlag an Schurfwand) von 1,7 m zum Sondiergestänge: Die aufgezeichneten Rohdaten aus verschiedenen Tiefen können dann mittels geeigneter Filter bearbeitet und komponentenweise zu einem Seismogramm zusammengefügt werden. Die Abbildung zeigt die y-komponente, welche einer Signalbearbeitung hinsichtlich der Auswertung von S-Wellen unterzogen wurde:

17 Seismische Drucksondierungen Mit der Markierung der ersten Einsätze lassen sich über die Laufzeiten die Geschwindigkeiten in den einzelnen Tiefenbereichen ermitteln. Man erhält auf diese Weise ein Geschwindigkeitsprofil: Aus der Ermittlung der Ausbreitungsgeschwindigkeiten der P-Wellen v p und S-Wellen v S der lassen sich weitere elastische Kenngrößen des untersuchten Bodens ermitteln. So berechnet sich die Querdehnungszahl (Poissonzahl) wie folgt: = (v P 2-2v s 2 )/2(v P 2 -v s 2 )