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Akustischer Geo-Scanner

Die erfolgreiche Umsetzung von Bauvorhaben im Lockergestein setzt genaue Kenntnisse über die Form und den Verlauf von gebirgsbildenden Schichten voraus. Jüngere Sedimente der oberen Erdkruste, auf denen Baumaßnahmen gründen, bilden entstehungsbedingt Wechsellagerungen von bindigen (Tone, Schluffe, Kohle) und nicht bindigen (Sande, Kiese) Schichten auf. Sowohl das Spannungsverformungsverhalten als auch die hydraulischen Eigenschaften dieser Ablagerungen sind signifikant unterschiedlich. Vor allem die bindigen Ablagerungen wie Tone beeinflussen die technische Realisierbarkeit, die Wirtschaftlichkeit und den Erfolg einer Baumaßnahme erheblich.

Die in der Regel einem Projekt vorauseilenden gängigen Verfahren der Baugrunderkundung liefern nur punktuelle Informationen über die tatsächlichen Gegebenheiten des Untergrundes. Sie dienen in ausreichendem Maße der Beurteilung der Machbarkeit eines Projektes, liefern jedoch keine detaillierten Angaben im Sinne der Qualitätssteuerung sowie tatsächlichen Einhaltung eines vorgegebenen Horizonts im Untergrund. Die Erkundung bleibt stets als ein entscheidender Faktor im Zielkonflikt zwischen Wirtschaftlichkeit und Projektsicherheit.

Eine projektbegleitende Einsichtnahme in den tatsächlichen Gebirgsaufbau ist bei vielen Bauprojekten nicht oder nur ungenügend möglich, z. B. bei Pfahlgründungen im Tiefbau. Der Lehrstuhl für Tagebau und Internationalen Bergbau an der Technischen Universität Clausthal hat zur Behebung dieser Problematik ein auf einem akustischen Messprinzip basierendes Verfahren – Geo-Scanner – zur Online-Erkundung von Lockergestein entwickelt. Durch die Integration der Vorrichtung an Baumaschinen wird die Maschinentechnik optimiert. Hierdurch werden die Wirtschaftlichkeit, die Energieeffizienz und der Umweltschutz bei Bauprojekten gesteigert. Der Geo-Scanner erhielt den bauma Innovationspreis 2010 in der Kategorie Forschung.

Funktionsprinzip und Produktinnovation

Bei dem Geo-Scanner handelt es sich um ein akustisches Scan-Verfahren zur Bestimmung geogener Materialien. Der akustische Materialscanner basiert auf dem einfachen physikalischen Prinzip des Körperschallverhaltens von Materialien. Die während des Eingriffs eines Lösewerkzeuges durch Reibung entstehenden Körperschallschwingungen bilden einen typischen Fingerabdruck der Gebirgsformation. Hierdurch ist eine Online-Detektion von Lockergesteinsarten möglich.
Die Produktinnovation besteht in der Entwicklung eines einfachen, robusten Sensors, der den komplexen Anforderungen der industriellen Nutzung gerecht wird und die unzureichende visuelle Materialbeurteilung substituiert.

Die Merkmale des Geo-Scanners sind:

  • hohe mechanische Beanspruchbarkeit
  • Witterungsunabhängigkeit
  • Verschmutzungsunempfindlichkeit
  • Lichtunabhängigkeit
  • kontinuierliche Messung
  • breites Spektrum an Nutzungsmöglichkeiten.

Anwendungsspektrum und Vorteile im Bauwesen

  • Steigerung der Effizienz in der Pfahlgründung
  • Materialschonung und Verschleißminderung
  • Einhaltung geplanter Gründungstiefen
  • Ergänzung von Baugrundinformationen
  • Schaffung einer belastbaren Grundlage für eine mögliche Schadensregulierung.

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  • Über diese
    Datenseite
  • Product-ID
    3876
  • Erstellt am
    30.04.2012
  • Geändert am
    10.03.2016
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