Empfehlungen des Arbeitskreises Geomesstechnik

by Deutsche Gesellschaft für Geotechnik

Overview

Messtechnische Überwachungen von Bauprojekten haben in den letzten Jahren hinsichtlich Methoden und Techniken eine intensive Weiterentwicklung durchlaufen. Die Geomesstechnik, als interdisziplinäres Zusammenwirken von Geotechnik und Ingenieurgeodäsie, trägt in zunehmendem Maß zur Lösung geotechnischer Fragestellungen mithilfe messtechnischer Methoden bei. In der Baupraxis sind geotechnische und geodätische Überwachungsmessverfahren in vielfacher Weise zusammengewachsen und auch die normativen Regelungen, zum Beispiel zur Beobachtungsmethode und dem Qualitätsmanagement, haben zur wachsenden Bedeutung der Geomesstechnik beigetragen.
Den Grundüberlegungen zur Geomesstechnik und zur Zielsetzung geotechnischer Messungen entsprechend folgt der Aufbau dieser Empfehlungen dem strukturiert sinnvollen Vorgehen des Planungsprozesses bei einer projektspezifischen Messaufgabe: Ausgehend von Überlegungen zu den zu erfassenden Messgrößen und den zur Erfassung dieser Messgrößen einzusetzenden Messsystemen und -verfahren werden das Datenmanagement, also Aspekte der Datenerfassung, -übertragung und -sicherung sowie die Datenauswertung, also der Prozess der Datenaufbereitung, -analyse und Visualisierung behandelt. Die grundsätzlichen bzw. anwendungsspezifischen Empfehlungen zur Erstellung von Messprogrammen werden durch Fallbeispiele, die best practice-Anwendungen zeigen, verdeutlicht. Auch Aspekte der Qualitätssicherung sowie vertragliche Rahmenbedingungen werden angesprochen. In der Summe bekommt damit der Anwender einen Leitfaden an die Hand, der alle wesentlichen Aspekte der Geomesstechnik nach dem Stand der Technik im Detail behandelt.

Product Details

ISBN-13:	9783433610800
Publisher:	Wiley
Publication date:	09/03/2021
Sold by:	JOHN WILEY & SONS
Format:	eBook
Pages:	432
File size:	8 MB
Language:	German

About the Author

Der Arbeitskreis 2.10 ist ein gemeinsamer Arbeitskreis der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e.V. (DGGT) und der Gesellschaft für Geodäsie, Geoinformation und Landmanagement e. V. (DVW) und wurde mit dem Ziel gegründet, Empfehlungen für die Installation und den Einsatz von Messgeräten sowie die Auswertung der gewonnenen Ergebnisse bei geotechnischen Bauvorhaben auszuarbeiten. Der Arbeitskreis ist interdisziplinär zusammengesetzt und sichert so den Zugriff auf das Fachwissen in den Disziplinen Geomechanik, Geodäsie und Geotechnik.

Table of Contents

Widmung v

Vorwort der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e. V. xiii

Vorwort des DVW Arbeitskreises 4 „Ingenieurgeodäsie“ xv

Vorwort der Obfrau/des Obmanns des Arbeitskreises xvii

Einführung xxi

Abkürzungsverzeichnis xxv

Verwendete Größen und ihre Formelzeichen xxix

Abbildungsverzeichnis xxxi

Tabellenverzeichnis xxxvii

1 Geomesstechnik 1

1.1 Ziele der Geomesstechnik 1

1.2 Sensibilitat, Transparenz, Akzeptanz 2

1.3 Normative Regelung 3

1.4 Ganzheitliche Entwicklung und Umsetzung vonMessprojekten 5

1.5 Risikomanagement 7

1.5.1 Projektubergreifendes Risikomanagement 7

1.5.2 Georisikomanagement 10

1.5.3 Aufgaben der Geomesstechnik im Rahmen

des Georisikomanagements 12

Literatur 13

2 Zielsetzung geotechnischer Messungen 15

2.1 Grundsatzliches 15

2.2 Erkundungsphase 15

2.3 Beobachtungsmethode 18

2.4 Beweissicherung 19

2.5 Qualitatssicherung fur Baumasnahmen 20

2.5.1 Qualitatssicherung im Erdbau 20

2.5.2 Qualitatssicherung im Spezialtiefbau 21

2.6 Steuerung von Bauprozessen 22

2.7 Beobachtung des Betriebszustandes von Bauwerken 25

2.8 Beobachtung des Stilllegungs- und Nachbetriebszustandes 25

2.8.1 Beobachtung des Stilllegungszustandes 26

2.8.2 Beobachtung des Nachbetriebszustandes 26

2.9 Beobachtung naturbedingter Gefahrdungen und Fruhwarnung 27

Literatur 28

3 Messgrößen 31

3.1 Allgemeines 31

3.2 Bezugssysteme (Raumbezug) 31

3.2.1 Definition von Bezugssystemen 31

3.2.2 Amtliche Bezugssysteme 34

3.2.3 Lokale Bezugssysteme 36

3.2.4 Bezugssysteme in der Geotechnik 38

3.3 Geometrie 40

3.3.1 Verschiebungen im Raum 41

3.3.2 Konvergenzen 41

3.3.3 Neigungen 42

3.3.4 Deformationen und Verzerrungen 42

3.3.5 Schwingungen 43

3.4 Mechanik 43

3.4.1 Krafte 44

3.4.2 Spannungen (inkl. Porenwasserdruck) 44

3.5 GeophysikalischeMessgrosen 47

3.6 Umwelt 47

3.6.1 Temperatur 47

3.6.2 Luftdruck 48

3.6.3 Weitere Einflussgrosen 48

3.7 Volumenstrome 49

Literatur 49

4 Messsysteme und -verfahren 51

4.1 Begriffe und Methoden 51

4.2 Messprinzipien 53

4.2.1 Geometrie 54

4.2.2 Kinematik 65

4.2.3 Mechanik 66

4.2.4 Temperatur 72

4.3 Messsysteme 74

4.3.1 Geometrie 74

4.3.2 Mechanik 107

4.3.3 Grundwasserstand und Porenwasserdruck 123

4.3.4 Meteorologie 131

4.3.5 Temperaturen und Temperaturverteilung 131

4.3.6 Volumenstrome 134

4.3.7 Geophysik 137

4.4 Kalibrierung von Messsystemen 143

4.4.1 Definition der Kalibrierung 143

4.4.2 Werkskalibrierung 144

4.4.3 Kalibrierkonzepte 145

4.4.4 Vorgehensweise bei der Kalibrierung 146

4.4.5 Bewertung der Kalibrierergebnisse 147

4.5 Langzeitstabilitat vonMesssystemen 148

4.5.1 Vorbemerkungen 148

4.5.2 Empfehlungen zur Gewahrleistung einer langjahrigen Betriebsdauer und Stabilitat vonMesssystemen 149

4.5.3 Uberprufung der Messsysteme 150

4.5.4 Wartung 152

4.6 Qualitatsbewertungen der Messungen 153

4.6.1 Motivation und Herangehensweise 153

4.6.2 Grundzuge der statistischen Qualitatsbewertung 154

4.6.3 Messunsicherheitsbewertung nach GUM 168

4.6.4 Weitere Methoden zur Bestimmung der Messunsicherheit 177

4.6.5 Toleranz und Messgenauigkeit 178

Literatur 183

5 Grundsätze bei der Erstellung von Messprogrammen 195

5.1 Bestandteile des Messprogramms 195

5.2 Definition der allgemeinen Projektbedingungen und Messziele 196

5.3 Herausarbeiten der geotechnisch relevanten Fragestellungen 197

5.4 Messgrosen 198

5.4.1 Definition der zu erfassenden Messgrosen 198

5.4.2 Anforderungen an Messbereich und Messunsicherheit 198

5.4.3 Anforderungen an die raumliche Auflosung der Information 199

5.5 Messkonzept 199

5.5.1 Messtechnische Instrumentierung 199

5.5.2 Raumliche Verteilung der Messpunkte 200

5.5.3 Zeitplan der Messungen 201

5.6 Auswertekonzept 202

5.6.1 Auswertung der Messdaten, Reaktionszeit 202

5.6.2 Archivierung 202

5.7 Erwartungsgemases Verhalten und Reaktionsstufen 203

5.7.1 Erwartungsgemases Verhalten 203

5.7.2 Schwellen-, Eingreif- und Alarmwerte 204

5.7.3 Ermittlung von Schwellen-, Eingreif- und Alarmwerten 206

Literatur 207

6 Entwurf von Messprogrammen 209

6.1 Auffullungen und Schuttungen 209

6.1.1 Ziel des Messprogramms 209

6.1.2 Aufgabenstellung 209

6.1.3 Messungen 210

6.1.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 213

6.1.5 Hinweise zur Verarbeitung der Messdaten 214

6.1.6 Fallbeispiel 214

6.2 Baugruben 217

6.2.1 Ziel des Messprogramms 218

6.2.2 Aufgabenstellung 218

6.2.3 Messungen 219

6.2.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 221

6.2.5 Hinweise zur Verarbeitung der Messdaten 221

6.2.6 Fallbeispiel 221

6.3 Grundungen und Baugrundverbesserungen 224

6.3.1 Ziel des Messprogramms 224

6.3.2 Aufgabenstellung 226

6.3.3 Messungen 226

6.3.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 230

6.3.5 Hinweise zur Verarbeitung der Messdaten 230

6.3.6 Fallbeispiel 1 230

6.3.7 Fallbeispiel 2 232

6.4 Hange und Boschungen 237

6.4.1 Ziel des Messprogramms 237

6.4.2 Aufgabenstellung 238

6.4.3 Messungen 239

6.4.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 244

6.4.5 Hinweise zur Verarbeitung der Messdaten 245

6.4.6 Fallbeispiel: Einschnittsboschung 245

6.4.7 Fallbeispiel: Rutschhang (Hangrutschung) 248

6.5 Talsperren, Damme und Deiche 251

6.5.1 Ziel des Messprogramms 251

6.5.2 Aufgaben- bzw. Problemstellung 252

6.5.3 Messungen 254

6.5.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 260

6.5.5 Hinweise zur Verarbeitung der Messdaten 260

6.5.6 Fallbeispiel 261

6.6 Tunnel 263

6.6.1 Ziel des Messprogramms 263

6.6.2 Untertagige Messungen 264

6.6.3 Zu erfassende obertagige Messdaten 269

6.6.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 271

6.6.5 Hinweise zur Verarbeitung der Messdaten 272

6.7 Untertagiger Hohlraumbau 272

6.7.1 Ziel 272

6.7.2 Aufgaben- bzw. Problemstellung 273

6.7.3 Messungen 274

6.7.4 Fallbeispiel 281

6.8 Kaimauern und Kajen 284

6.8.1 Ziel des Messprogramms 284

6.8.2 Aufgaben- bzw. Problemstellung 284

6.8.3 Messungen 286

6.8.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 289

6.8.5 Fallbeispiel 289

6.9 Offshorebauwerke 291

6.9.1 Ziel des Messprogramms 291

6.9.2 Aufgabenstellung 292

6.9.3 Messungen 293

6.9.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 296

6.9.5 Hinweise zur Verarbeitung der Messdaten 296

6.9.6 Fallbeispiel 296

Literatur 299

7 Datenmanagement 305

7.1 Gliederung in verschiedene Funktionsebenen 305

7.1.1 Sensorebene 305

7.1.2 Datenerfassungsebene 306

7.1.3 Auswerteebene 307

7.2 Datenerfassung 308

7.2.1 Messprotokoll, Handmessgerate 308

7.2.2 Mobile Messgerate mit Speicherfunktion 308

7.2.3 Stationare Logger und Messanlagen, Mess-PCs 308

7.2.4 Messtechnischer Bericht und Darstellung der Messdaten 310

7.3 Datenubertragung 310

7.3.1 Messwertubertragung von der Sensorebene zur Datenerfassungsebene 310

7.3.2 Datenubertragung zwischen Datenerfassungs- und Auswerteebene 313

7.4 Datensicherung und -archivierung 315

7.4.1 Datensicherung 315

7.4.2 Datenarchivierung 316

Literatur 316

8 Datenauswertung: Datenaufbereitung, Datenanalyse und Visualisierung 317

8.1 Datenaufbereitung 318

8.1.1 Datensichtung (Plausibilitatsprufung) 318

8.1.2 Bereinigung 319

8.2 Auswertung von kontinuierlichen Messungen 320

8.2.1 Einfuhrung und Aufgabenstellung 320

8.2.2 Charakterisierung einer Zeitreihe 321

8.2.3 Parameter einer Zeitreihe 324

8.2.4 Voranalyse von Zeitreihen 325

8.2.5 Betrachtung mehrerer Zeitreihen 328

8.2.6 Suche nach Periodizitaten 331

8.3 Visualisierung 334

8.3.1 Grundsatze 334

8.3.2 Darstellung von Zeitreihen 335

8.3.3 Isolinien- und Tensordarstellungen 336

Literatur 338

9 Qualitätssicherung und vertragliche Rahmenbedingungen 341

9.1 Planung messtechnischer Leistungen 341

9.2 Ausschreibung und Vergabe von Ausrustungs-, Messund Auswerteleistungen 342

Literatur 345

Anhang A Kurzbiografien der derzeitigen Mitglieder des Arbeitskreises 347

Literatur 353

Stichwortverzeichnis 371